科普了芯片制作，介紹了脈寬可調(diào)納秒激光器和SmartPrint無掩膜光刻機兩款產(chǎn)品
你知道一個芯片是怎樣設(shè)計出來的么妈拌？你又知道設(shè)計出來的芯片是怎么生產(chǎn)出來的么拥坛？看完這篇文章你就有大概的了解。
一尘分、復(fù)雜繁瑣的芯片設(shè)計流程
芯片制造的過程就如同用樂高積木蓋房子一樣猜惋，先有要有白色底板作為地基：
這些白色的底板部分在芯片制作中對應(yīng)著的東西稱之為晶圓。
再層層往上蓋一些其它積木培愁，就可以搭出我們心中的樂高（ IC芯片）著摔。
可以類比樂高玩具的制作，我們首先想到的是樂高玩具的建模軟件定续，和零件制作模具谍咆。因此，IC芯片的設(shè)計者私股、也會有一些軟件輔助規(guī)劃摹察，也有相關(guān)的專門技術(shù)負(fù)責(zé)制作芯片的零件。然而倡鲸，工程師們在設(shè)計一顆 IC 芯片時供嚎，究竟有那些步驟？設(shè)計流程可以簡單分成如下。
現(xiàn)在知名的芯片大廠有聯(lián)發(fā)科克滴、高通逼争、Intel 等，他們會提供不同規(guī)格劝赔、效能的IC芯片給下游廠商選擇誓焦。
第一步：設(shè)備選型及購買。
1着帽、光刻機罩阵。2、單晶爐启摄。3、晶圓劃片機幽钢。4歉备、晶片剪薄機。5匪燕、氣相外延爐 5蕾羊、氧化爐 6、低壓化學(xué)氣相淀積系統(tǒng) 8帽驯、等離子體增強化學(xué)氣相沉積系統(tǒng) 9龟再、磁控濺射臺 10、化學(xué)機械研磨機 11尼变、引線鍵合機 12利凑、探針測試臺 等等。
第二步：規(guī)格設(shè)定嫌术。
造多大哀澈？有什么規(guī)范嗎？比如無線網(wǎng)卡的芯片就需要符合 IEEE
802.11 等規(guī)范度气，不然割按，這芯片將無法和市面上的產(chǎn)品相容。好比你造的樂高零件磷籍，凸口太大太小适荣，沒辦法和別的廠商的樂高零件拼在一起一樣。然后就是決定有幾間臥室院领、衛(wèi)生間這樣的事弛矛。我們的IC芯片計劃性能怎么樣？需要“入廁應(yīng)急”功能強大比然，就要分配點廁所單元汪诉，相應(yīng)的也要多配置點“馬桶”。每個衛(wèi)生間的馬桶放在哪也要布局，廁所門位置扒寄、對應(yīng)房間內(nèi)的走廊鱼鼓，就是芯片里各單元結(jié)的連接方法。
我們需要先借助硬件描述語言（HDL）將芯片的功能描寫出來该编。常使用的 HDL 有 Verilog迄本、VHDL 等，藉由程式碼便可輕易地將一顆 IC的功能表達出來课竣。再由相應(yīng)軟件將電路功能轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的電路規(guī)劃圖嘉赎。幸運的是，這一切隨著計算機電子技術(shù)的積累于樟，已經(jīng)非常自動化了公条。
這一步生成的是平面電路，可能非常巨大迂曲。而我們的芯片往往是很小的靶橱。所以我們需要把電路折疊，術(shù)語稱之為“繞線”路捧。
這一步借由一套EDA-TOOL 完成关霸。不同顏色代表不同“光罩”，就是不同的材料層杰扫。他們使得“上下”層電路獨立队寇，互不干擾，實際是揉成了立體的電路--積體電路章姓，會更復(fù)雜佳遣。用的典型材料是cmos -互補式金屬氧化物半導(dǎo)體。
第三步：制作晶圓
什么是晶圓凡伊？晶圓（wafer）苍日，簡單來講就是硅Si，是制造各式電腦芯片的基礎(chǔ)窗声。在固體材料中相恃，有一種特殊的晶體結(jié)構(gòu)──單晶（Monocrystalline）。它具有原子一個接著一個緊密排列在一起的特性笨觅，可以形成一個平整的原子表層拦耐。然而，該如何產(chǎn)生這樣的材料呢见剩，主要有二個步驟杀糯，分別為純化以及拉晶，之后便能完成這樣的材料苍苞。純化分成兩個階段固翰，第一步是冶金級純化狼纬，此一過程主要是加入碳，以氧化還原的方式骂际，將氧化硅轉(zhuǎn)換成 98%以上純度的硅疗琉。但是，98%對于芯片制造來說依舊不夠歉铝，仍需要進一步提升盈简。因此，將再進一步采用西門子制程（Siemens process）作純化太示，如此柠贤，將獲得半導(dǎo)體制程所需的高純度多晶硅。
二类缤、硅柱制造流程
接著臼勉，就是拉晶的步驟。首先餐弱，將前面所獲得的高純度多晶硅融化宴霸，形成液態(tài)的硅。之后岸裙，以單晶的硅種（seed）和液體表面接觸，一邊旋轉(zhuǎn)一邊緩慢的向上拉起速缆。至于為何需要單晶的硅種降允，是因為硅原子排列就和人排隊一樣，會需要排頭讓后來的人該如何正確的排列艺糜，硅種便是重要的排頭剧董，讓后來的原子知道該如何排隊。最后破停，待離開液面的硅原子凝固后翅楼，排列整齊的單晶硅柱便完成了。
然而真慢，8寸毅臊、12寸又代表什么東西呢？他指的是我們產(chǎn)生的晶柱黑界，長得像鉛筆筆桿的部分管嬉，表面經(jīng)過處理并切成薄圓片后的直徑。至于制造大尺寸晶圓又有什么難度呢朗鸠？如前面所說蚯撩，晶柱的制作過程就像是在做棉花糖一樣，一邊旋轉(zhuǎn)一邊成型烛占。有制作過棉花糖的話胎挎，應(yīng)該都知道要做出大而且扎實的棉花糖是相當(dāng)困難的，而拉晶的過程也是一樣，旋轉(zhuǎn)拉起的速度以及溫度的控制都會影響到晶柱的品質(zhì)犹菇。也因此德迹，尺寸愈大時，拉晶對速度與溫度的要求就更高项栏，因此要做出高品質(zhì)12 寸晶圓的難度就比 8 寸晶圓還來得高浦辨。
只是，一整條的硅柱并無法做成芯片制造的基板沼沈，為了產(chǎn)生一片一片的硅晶圓流酬，接著需要以鉆石刀將硅晶柱橫向切成圓片，圓片再經(jīng)
由拋光便可形成芯片制造所需的硅晶圓列另。經(jīng)過這么多步驟芽腾，芯片基板的制造便大功告成，下一步便是堆疊房子的步驟页衙，也就是芯片制造摊滔。至于該如何制作芯片呢？
三店乐、層層堆疊打造的芯片
在介紹過硅晶圓是什么東西后艰躺，同時，也知道制造 IC 芯片就像是用樂高積木蓋房子一樣眨八，藉由一層又一層的堆疊腺兴，創(chuàng)造自己所期望的造型。然而廉侧，蓋房子有相當(dāng)多的步驟页响，IC 制造也是一樣，制造 IC 究竟有哪些步驟段誊？下面將對 IC 芯片制造的流程做介紹闰蚕。
在開始前，我們要先認(rèn)識 IC 芯片是什么连舍。IC没陡，全名積體電路（Integrated Circuit），由它的命名可知它是將設(shè)計好的電路索赏，以堆疊的方式組合起來诗鸭。藉由這個方法，我們可以減少連接電路時所需耗費的面積参滴。下圖為 IC電路的 3D 圖强岸，從圖中可以看出它的結(jié)構(gòu)就像房子的樑和柱，一層一層堆疊砾赔，這也就是為何會將 IC 制造比擬成蓋房子蝌箍。
▲ IC 芯片的 3D 剖面圖
從上圖中 IC 芯片的 3D 剖面圖來看青灼，底部深藍色的部分就是上一篇介紹的晶圓，從這張圖可以更明確的知道妓盲，晶圓基板在芯片中扮演的角色是何等重要杂拨。至于紅色以及土黃色的部分，則是于 IC 制作時要完成的地方悯衬。
首先弹沽，在這里可以將紅色的部分比擬成高樓中的一樓大廳。一樓大廳筋粗，是一棟房子的門戶策橘，出入都由這裡，在掌握交通下通常會有較多的機能性娜亿。因此丽已，和其他樓層相比，在興建時會比較復(fù)雜买决，需要較多的步驟沛婴。在IC 電路中，這個大廳就是邏輯閘層督赤，它是整顆 IC 中最重要的部分嘁灯，藉由將多種邏輯閘組合在一起，完成功能齊全的 IC 芯片躲舌。黃色的部分丑婿，則像是一般的樓層。和一樓相比孽糖，不會有太復(fù)雜的構(gòu)造枯冈，而且每層樓在興建時也不會有太多變化毅贮。這一層的目的办悟，是將紅色部分的邏輯閘相連在一起。之所以需要這么多層滩褥，是因為有太多線路要連結(jié)在一起病蛉，在單層無法容納所有的線路下，就要多疊幾層來達成這個目標(biāo)了瑰煎。在這之中铺然，不同層的線路會上下相連以滿足接線的需求。
知道 IC的構(gòu)造后酒甸，接下來要介紹該如何制作魄健。試想一下，如果要以油漆噴罐做精細作圖時插勤，我們需先割出圖形的遮蓋板沽瘦，蓋在紙上革骨。接著再將油漆均勻地噴在紙上，待油漆干后析恋，再將遮板拿開良哲。不斷的重復(fù)這個步驟后，便可完成整齊且復(fù)雜的圖形助隧。制造IC 就是以類似的方式筑凫，藉由遮蓋的方式一層一層的堆疊起來。
制作 IC 時并村，可以簡單分成以上 4 種步驟巍实。雖然實際制造時，制造的步驟會有差異橘霎，使用的材料也有所不同蔫浆，但是大體上皆采用類似的原理。這個流程和油漆作畫有些許不同姐叁，IC 制造是先涂料再加做遮蓋瓦盛，油漆作畫則是先遮蓋再作畫。以下將介紹各流程外潜。
金屬濺鍍：將欲使用的金屬材料均勻灑在晶圓片上原环，形成一薄膜。
涂布光阻：先將光阻材料放在晶圓片上处窥，透過光罩嘱吗，將光束打在不要的部分上，破壞光阻材料結(jié)構(gòu)滔驾。接著谒麦，再以化學(xué)藥劑將被破壞的材料洗去。
蝕刻技術(shù)：將沒有受光阻保護的硅晶圓哆致，以離子束蝕刻绕德。
光阻去除：使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程摊阀。
整個流程利用光刻機實現(xiàn)耻蛇。昊量光電提供的DMD無掩膜光刻機SMART PRINT UV是一種基于DMD投影技術(shù)的無掩模光刻設(shè)備，可兼容多種電阻和基片胞此。SMART PRINT UV可以生產(chǎn)任何微米分辨率的二維形狀臣咖，而不需要硬掩模∈＃基于改進后的標(biāo)準(zhǔn)投影技術(shù)夺蛇，投影出具有微米分辨率的圖像。
DMD無掩模光刻機
最后便會在一整片晶圓上完成很多 IC 芯片酣胀，接下來只要將完成的方形 IC 芯片剪下刁赦，便可送到封裝廠做封裝愿卸。
最后，對產(chǎn)生的芯片質(zhì)量檢測可利用該款產(chǎn)品進行操作截型。
脈寬可調(diào)納秒激光器（芯片缺陷檢測用）
您可以通過我們的官方網(wǎng)站了解更多的產(chǎn)品信息趴荸，或直接來電咨詢4006-888-532。
展示全部 
