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　　干法氧化ღ★ღღ，通过输入纯氧ღ★ღღ，使其在晶圆表面流动ღ★ღღ，从硅进行反应ღ★ღღ，形成二氧化硅层ღ★ღღ。湿法氧化ღ★ღღ，是同时使用氧气和高溶解度的水蒸气ღ★ღღ。

　　干法氧化的速度慢ღ★ღღ，但形成的氧化层很薄ღ★ღღ，而且致密ღ★ღღ。湿法氧化的速度快ღ★ღღ，但保护层相对较厚ღ★ღღ，且密度较低ღ★ღღ。

　　正胶ღ★ღღ，被特定的光束照射（曝光）之后ღ★ღღ，分子结构会发生变化ღ★ღღ，变得容易溶解ღ★ღღ。负胶ღ★ღღ，恰好相反ღ★ღღ，被照射之后ღ★ღღ，会变得难以溶解ღ★ღღ。大部分情况ღ★ღღ，用正胶ღ★ღღ。

　　涂胶时ღ★ღღ，先让晶圆在1000~5000RPM的速度下旋转ღ★ღღ。然后ღ★ღღ，将光刻胶少量倒在晶圆的中心ღ★ღღ。光刻胶会因为离心力的作用ღ★ღღ，逐渐扩散到整个晶圆的表面ღ★ღღ，形成一层1到200微米厚的均匀涂层酷游官网ღ★ღღ，ღ★ღღ。

　　掩模ღ★ღღ，全名叫光刻掩膜版ღ★ღღ，也叫光阻ღ★ღღ，英文名maskღ★ღღ。它是光刻工艺的核心ღ★ღღ，也是芯片设计阶段的重要输出物ღ★ღღ。（后续ღ★ღღ，小枣君会专门介绍芯片设计阶段ღ★ღღ。）

　　掩模是一块带有不透明材料（如铬）图案层的玻璃或石英板ღ★ღღ。上面的图案ღ★ღღ，其实就是芯片的蓝图ღ★ღღ，也就是集成电路版图ღ★ღღ。

　　在光刻机中ღ★ღღ，晶圆和掩模都被精准固定ღ★ღღ。然后ღ★ღღ，光刻机的特殊光源（汞蒸气灯或准分子激光器）会发出光束（紫外线）千术光盘ღ★ღღ，光束会通过掩模版的镂空部分ღ★ღღ，以及多层透镜（将光进行汇聚）ღ★ღღ，最终投射到晶圆的一小块面积上ღ★ღღ。

　　固定晶圆和掩模的机械位不停地移动ღ★ღღ，光束不停地照射ღ★ღღ。最终ღ★ღღ，在整个晶圆上ღ★ღღ，完成数十个至数百个芯片的电路“绘制”ღ★ღღ。

　　硅片从光刻机出来后ღ★ღღ，还要经历一次加热烘焙的过程（120~180℃的环境下ღ★ღღ，烘焙20分钟）ღ★ღღ，简称后烘ღ★ღღ。

　　传统的光刻技术ღ★ღღ，通常使用深紫外光（DUV）作为光源ღ★ღღ，波长大约在193nm（纳米）ღ★ღღ。光波的波长ღ★ღღ，限制了光刻工艺中最小可制造的特征尺寸（即分辨率极限）ღ★ღღ。随着芯片制程的不断演进ku酷游平台官方入口ღ★ღღ，传统的DUV光刻技术ღ★ღღ，逐渐无法满足要求ღ★ღღ。

　　EUV光刻机使用极紫外光（Extreme Ultra-Violetღ★ღღ，EUV）作为光源ღ★ღღ，波长仅为13.5nmღ★ღღ，远远小于DUVღ★ღღ。这使得EUV光刻能够创建更小的特征尺寸ღ★ღღ，满足先进芯片制程（如7nmღ★ღღ、5nmღ★ღღ、3nm）的制造需求ღ★ღღ。

　　EUV光刻对光束的集中度要求极为严格ღ★ღღ，工艺精度要求也非常变态ღ★ღღ。例如ღ★ღღ，EUV光刻机用于反射的镜子长度为30cm（厘米）ღ★ღღ，表面起伏不得超过0.3nm（纳米）ღ★ღღ。相当于修一条从北京到上海的铁轨ღ★ღღ，要求铁轨的起伏不能超过1mmღ★ღღ。

　　极高的技术指标要求ღ★ღღ，使得EUV光刻机的制造变得非常非常困难ღ★ღღ。全球范围内能够研发和制造EUV光刻机的企业屈指可数ღ★ღღ。而居于领先地位的ღ★ღღ，就是大名鼎鼎的荷兰ASML（阿斯麦）公司ღ★ღღ。

　　根据ASML透露的信息ღ★ღღ，每一台EUV光刻机ღ★ღღ，拥有10万个零件ღ★ღღ、4万个螺栓ღ★ღღ、3千条电线公里长软管ღ★ღღ。EUV光刻机里面的绝大多数零件ღ★ღღ，都是来自各个国家的最先进产品ღ★ღღ，例如美国的光栅ღ★ღღ、德国的镜头酷游九州app下载ღ★ღღ。ღ★ღღ、瑞典的轴承ღ★ღღ、法国的阀件等ღ★ღღ。

　　单台EUV光刻机的造价高达1亿美元ღ★ღღ，重量则为180吨ღ★ღღ。每次运输ღ★ღღ，要动用40个货柜ღ★ღღ、20辆卡车ღ★ღღ，每次运输需要3架次货机才能运完ღ★ღღ。每次安装调试ღ★ღღ，也需要至少一年的时间ღ★ღღ。

　　ASML的EUV光刻机产量ღ★ღღ，一年最高也只有30部ღ★ღღ，而且还不肯卖给我们ღ★ღღ。整个芯片产业里面ღ★ღღ，“卡脖子”最严重的ღ★ღღ，就是这个EUV光刻机ღ★ღღ。

　　现在ღ★ღღ，图案虽然是显现出来了ღ★ღღ，但我们只是去掉了一部分的光刻胶ღ★ღღ。我们真正要去掉的ღ★ღღ，是下面的氧化层（未被光刻胶保护的那部分）ღ★ღღ。

　　湿法刻蚀ღ★ღღ，是将晶圆片浸入到含有特定化学剂的液体溶液中ღ★ღღ，利用化学反应来溶解掉未被光刻胶保护的半导体结构（氧化膜）ღ★ღღ。

　　如上图所示ღ★ღღ，湿法刻蚀的时候ღ★ღღ，会朝各个方向进行刻蚀ღ★ღღ，这就叫“各向同性”ღ★ღღ。而干法刻蚀ღ★ღღ，只朝垂直方向进行刻蚀ღ★ღღ，叫“各向异性”ღ★ღღ。显然后者更好ღ★ღღ。

　　刻蚀的时候ღ★ღღ，既刻蚀了氧化层ku酷游平台官方入口ღ★ღღ，也刻蚀了光刻胶ღ★ღღ。在同一刻蚀条件下ღ★ღღ，光刻胶的刻蚀速率与被刻蚀材料（氧化层）的刻蚀速率之比ღ★ღღ，就是选择比ღ★ღღ。显然ღ★ღღ，我们需要尽可能少刻蚀光刻胶ღ★ღღ，多刻蚀氧化层ღ★ღღ。

　　因为干法刻蚀具有更强的保真性ღ★ღღ。而湿法刻蚀的方向难以控制ku酷游平台官方入口ღ★ღღ。在类似3nm这样的先进制程中ღ★ღღ，容易导致线宽减小ღ★ღღ，甚至损坏电路ღ★ღღ，进而降低芯片品质ღ★ღღ。

　　之前介绍芯片基础知识（半导体芯片ღ★ღღ，到底是如何工作的？）的时候ღ★ღღ，小枣君提过千术光盘ღ★ღღ，晶体管是芯片的基本组成单元ღ★ღღ。而每一个晶体管ღ★ღღ，都是基于PN结ღ★ღღ。如下图（MOSFET晶体管ღ★ღღ，NPN）所示ღ★ღღ，包括了P阱ღ★ღღ、N阱ღ★ღღ、沟道ღ★ღღ、栅极ღ★ღღ，等等ღ★ღღ。

　　纯硅本身是不导电的ღ★ღღ，我们需要让不导电的纯硅成为半导体ღ★ღღ，就必然需要向硅内掺入一些杂质（称为掺杂剂）ღ★ღღ，改变它的电学特性ღ★ღღ。

　　N是有自由电子的ღ★ღღ。P有很多空穴ღ★ღღ，也有少量的自由电子ღ★ღღ。通过在通道上加一个栅极ღ★ღღ，加一个电压ღ★ღღ，可以吸引P里面的电子ღ★ღღ，形成一个电子的通道（沟道）ღ★ღღ。在两个N加电压ღ★ღღ，NPN之间就形成了电流ღ★ღღ。

　　也就是说ღ★ღღ，做这个NPN晶体管时ღ★ღღ，在最开始氧化之前ღ★ღღ，就已经采用了离子注入ღ★ღღ，先把衬底做了硼元素（含少量磷元素）掺杂ღ★ღღ，变成了P阱衬底ღ★ღღ。（为了方便阅读ღ★ღღ，这个步骤我前面没讲ku酷游平台官方入口ღ★ღღ。）

　　掺杂ღ★ღღ，包括热扩散（Diffusion）和离子注入（Implant）两种工艺ღ★ღღ。因为热扩散工艺因其难以实现选择性扩散ღ★ღღ，所以ღ★ღღ，除特定需求之外ღ★ღღ，目前大部分都是使用离子注入工艺ღ★ღღ。

　　离子源基本上都是注入气体（因为方便操作）ღ★ღღ，例如磷烷（PH3）或者三氟化硼（BF3）ღ★ღღ。气体通过离化反应室时ღ★ღღ，被高速电子撞击ღ★ღღ，气体分子的电子被撞飞ღ★ღღ，变成离子状态ღ★ღღ。

　　此时的离子成分比较复杂ღ★ღღ，包括硼离子ღ★ღღ、氟离子等ღ★ღღ。就要通过质谱分析仪ღ★ღღ，构建磁场ღ★ღღ，让离子发生偏转ღ★ღღ，把需要的离子挑出来（不同的离子ღ★ღღ，偏转角度不一样）ღ★ღღ，然后撞到晶圆上ღ★ღღ，完成离子注入ღ★ღღ。

　　退火千术光盘ღ★ღღ，可以让注入的掺杂离子进一步均匀扩散到硅片中ღ★ღღ。同时ღ★ღღ，也可以修复离子注入对晶圆造成的损伤（离子注入时ღ★ღღ，会破坏硅衬底的晶格）ღ★ღღ。

　　大家会发现ღ★ღღ，这是一个非常复杂的立体结构ღ★ღღ。它有很多很多的层级ღ★ღღ，有点像大楼千术光盘ღ★ღღ，也有点像复杂的立体交通网ღ★ღღ。

　　作为芯片大厦的低级ღ★ღღ，衬底必须有很好的热稳定性和机械性能ღ★ღღ，还需要起到一定的电学隔离作用ღ★ღღ，防干扰ღ★ღღ。

　　衬底上ღ★ღღ，是大量的晶体管主体部分ღ★ღღ。在衬底的上层ღ★ღღ，是大量的核心元件ღ★ღღ，例如晶体管的源极ღ★ღღ、漏极和沟道等关键部分ღ★ღღ。

　　晶体管的栅极ღ★ღღ，主要采用的是“多晶硅层”ღ★ღღ。因为多晶硅材料具有更好的导电性和稳定性千术光盘ღ★ღღ，适合控制晶体管的开关态ღ★ღღ。晶体管的源极ღ★ღღ、漏极ღ★ღღ、栅极的连接金属ღ★ღღ，通常是钨ღ★ღღ。

　　做这个连接电路ღ★ღღ，当然是金属比较合适ღ★ღღ。所以ღ★ღღ，主要用的是铜等金属材料ღ★ღღ。我们姑且将这层ღ★ღღ，叫做金属互连层ღ★ღღ。

　　在芯片的最上面ღ★ღღ，一般还要加一个钝化层ღ★ღღ。钝化层主要发挥保护作用ღ★ღღ，防止外界（如水汽ღ★ღღ、杂质等）的污染ღ★ღღ、氧化和机械损伤ღ★ღღ。

　　这一层又一层的架构ღ★ღღ，其实就是一层又一层的薄膜（厚度在次微米到纳米级之间）ღ★ღღ。有的是薄金属（导电）膜ku酷游登录页ღ★ღღ。ღ★ღღ，有的是介电（绝缘）膜ღ★ღღ。创造这些膜的工艺ღ★ღღ，就是沉积ღ★ღღ。

　　化学气相沉积 (CVD) 是通过化学反应ღ★ღღ，生成固态物质ღ★ღღ，沉积到晶圆上ღ★ღღ，形成薄膜ღ★ღღ。它常用来沉积二氧化硅ღ★ღღ、氮化硅等绝缘薄膜（层）ღ★ღღ。

　　化学气相沉积 (CVD) 的种类非常多ღ★ღღ。等离子体增强化学气相沉积（PECVDღ★ღღ，前面说氧化的时候ღ★ღღ，也提到它）ღ★ღღ，是借助等离子体产生反应气体的一种先进化学气相沉积方法ღ★ღღ。

　　这种方法降低了反应温度ღ★ღღ，因此非常适合对温度敏感的结构ღ★ღღ。使用等离子体还可以减少沉积次数ღ★ღღ，往往可以带来更高质量的薄膜ღ★ღღ。

　　在真空环境中ღ★ღღ，氩离子被加速撞击靶材ღ★ღღ，导致靶材原子被溅射出来ღ★ღღ，并以雪片状沉积在晶圆表面ღ★ღღ，形成薄膜ღ★ღღ，这就是物理气相沉积ღ★ღღ。它常用来沉积金属薄膜（层）KU游平台登录ღ★ღღ，ღ★ღღ，实现电气连接ღ★ღღ。

　　通过薄膜沉积技术（如PVD溅射ღ★ღღ、电镀）形成金属层（如铜ღ★ღღ、铝）的过程ღ★ღღ，业内也叫做金属化ღ★ღღ，或者金属互连ღ★ღღ。

　　金属互连包括铝互联和铜互连ღ★ღღ。铜的电阻更低ღ★ღღ，可靠性更高（更能抵抗电迁移）ღ★ღღ，所以现在是主流选择ღ★ღღ。

　　原子层沉积（ALD）ღ★ღღ，是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法ku酷游平台官方入口ღ★ღღ，和普通化学沉积有一些相似ღ★ღღ。

　　原子层沉积是交替沉积ღ★ღღ。它先做一次化学沉积ღ★ღღ，然后用惰性气体冲掉剩余气体ღ★ღღ，再通入第二种气体ღ★ღღ，与吸附在基体表面的第一种气体发生化学反应ღ★ღღ。生成涂层ღ★ღღ。如此反复ღ★ღღ，每次反应只沉积一层原子ღ★ღღ。

　　抛光ღ★ღღ，是消除晶圆表面的起伏和缺陷ღ★ღღ，提高光刻的精度和金属互联的可靠性ღ★ღღ，从而实现更高密度更小尺寸的集成电路设计和制造ღ★ღღ。

　　上期介绍晶圆制备的时候ღ★ღღ，我们提到过CMP（化学机械平坦化）ღ★ღღ，也就是采用化学腐蚀ღ★ღღ、机械研磨相结合的方式千术光盘ღ★ღღ，对晶圆表面进行磨抛ღ★ღღ，实现表面平坦化ღ★ღღ。

　　如果没有CMP过程ღ★ღღ，这个大厦就是一个“歪楼”ღ★ღღ。后续工艺都没办法进行ღ★ღღ，做出来的芯片也无法保证品质ღ★ღღ。

　　但实际上ღ★ღღ，它和“死”没关系ღ★ღღ。这个“Die”ღ★ღღ，源自德语“Drahtzug”（拉丝工艺）ღ★ღღ，或与切割动作“Diced”相关ღ★ღღ。也有说法称ღ★ღღ，早期的半导体工程师ღ★ღღ，会用“Die”形容晶圆上切割出的独立单元ღ★ღღ，如同硬币模具ღ★ღღ。

　　测试是为了检验半导体芯片的质量是否达到标准ღ★ღღ。那些测试不合格的晶粒ღ★ღღ，不会进入封装步骤ღ★ღღ，有助于节省成本和时间ღ★ღღ。

　　EPM会对芯片的每个器件（包括晶体管千术光盘ღ★ღღ、电容器和二极管）进行测试ღ★ღღ，确保其电气参数达标ღ★ღღ。EPM提供的电气特性数据测试结果ღ★ღღ，将被用于改善工艺效率和产品性能（并非检测不良产品）ღ★ღღ。

　　ATE会施加预定的测试信号ღ★ღღ，检查芯片是否符合预设的性能标准ღ★ღღ，如工作电压ღ★ღღ、电流消耗ღ★ღღ、信号时序以及特定功能的正确执行ღ★ღღ。针测还可以进行电性测试（检测短路ღ★ღღ、断路ღ★ღღ、漏电等缺陷）ღ★ღღ，以及温度ღ★ღღ、速度和运动测试ღ★ღღ。

　　未能通过测试的晶粒ღ★ღღ，需要加上标记ღ★ღღ。过去ღ★ღღ，我们需要用特殊墨水标记有缺陷的芯片ღ★ღღ，保证它们用肉眼即可识别ღ★ღღ。如今ღ★ღღ，由系统根据测试数据值ღ★ღღ，自动进行分拣ღ★ღღ。