半導(dǎo)體制造全流程可分為晶圓制備、前道工藝（芯片加工）、后道工藝（封裝測試）三大階段，以下是核心步驟詳解：

一、晶圓制備

1. 原材料提純
   從硅砂（二氧化硅含量≥95%）中提取高純度硅（99.9999999%以上），通過提拉法將熔融硅制成單晶硅錠，切割成直徑200-300mm的薄片（晶圓）。

2. 晶圓表面處理
   切割后的晶圓需研磨、化學(xué)刻蝕去除表面缺陷，再經(jīng)拋光形成納米級平整度，最后清洗去除殘留污染物。

二、前道工藝（芯片加工）

3. 氧化
   在晶圓表面形成二氧化硅（SiO?）絕緣層，方法包括：

• 干法氧化：純氧環(huán)境，生成薄而致密的氧化層（柵極氧化層常用）。

• 濕法氧化：水蒸氣參與，速度快但密度低，用于保護(hù)層。

4. 光刻

   
   

• 涂膠：旋涂法均勻覆蓋光刻膠（正膠受光分解，負(fù)膠受光聚合）。

• 曝光：通過掩膜版用紫外光或極紫外光（EUV）將電路圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠。

• 顯影：溶解未曝光區(qū)域光刻膠，露出底層氧化膜。

5. 刻蝕

• 濕法刻蝕：化學(xué)溶液各向同性刻蝕，成本低但精度有限。

• 干法刻蝕：等離子體各向異性刻蝕（如反應(yīng)離子刻蝕RIE），適合納米級精細(xì)結(jié)構(gòu)。

6. 薄膜沉積
   交替沉積導(dǎo)電金屬（銅、鋁）和絕緣介質(zhì)層（SiO?、氮化硅），方法包括：

• 化學(xué)氣相沉積（CVD）：用于均勻薄膜。

• 物理氣相沉積（PVD）：如濺射，用于金屬層。

7. 摻雜（離子注入）
   通過高能離子束注入改變硅的電學(xué)特性（如形成P/N結(jié)），后續(xù)退火修復(fù)晶格缺陷。

8. 互連與研磨
   通過光刻和刻蝕形成多層金屬導(dǎo)線連接元件，化學(xué)機械拋光（CMP）確保層間平整。

三、后道工藝（封裝測試）

9. 晶圓測試
   探針臺對晶圓上的每個芯片進(jìn)行電性測試，標(biāo)記缺陷單元。

10. 切割與封裝

• 切割：金剛石刀片或激光將晶圓分割為單個芯片。

• 封裝：引線鍵合、塑封（環(huán)氧樹脂）、安裝引腳，類型包括QFP、BGA等。

11. 終測與質(zhì)檢
    測試封裝后芯片的電氣性能、散熱及可靠性，剔除不合格品。

關(guān)鍵技術(shù)支持

• 超凈環(huán)境：芯片加工需在Class 1-10級無塵室進(jìn)行，避免顆粒污染。

• 精密設(shè)備：如光刻機（ASML EUV）、刻蝕機（Lam Research）、CMP設(shè)備等。

• 材料創(chuàng)新：高介電材料（HKMG）、3D封裝技術(shù)提升性能。

流程圖示意

晶圓制備 → 氧化 → 光刻 → 刻蝕 → 薄膜沉積 → 摻雜 → 互連 → 測試 → 切割 → 封裝 → 終測

通過以上流程，一粒沙最終轉(zhuǎn)化為包含數(shù)十億晶體管的芯片，支撐現(xiàn)代電子設(shè)備運行。更多技術(shù)細(xì)節(jié)可參考等來源。

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