集成电路制造工艺概述
一、从沙子到芯片
1.简单地说，处理器的制造过程可以大致分为沙子原料(石英)、硅锭、晶圆、光刻(平版印刷)、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程。
Sand→sillicon→chip
2.Si 地壳中，沙子
硅熔炼: 12英寸/300毫米晶圆级（直径）。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅。
学名电子级硅(EGS)，平均每一一百万个硅原子中最多只有一个杂质原子。
通过硅净化熔炼得到大晶体，最后得到的是硅锭(Ingot)。
沙子→精炼硅锭→晶圆wafer制备（横向切割）→集成电路制作
3.集成电路制造过程
（1）光刻
光刻胶(Photo Resist) :在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体
光刻（mask上的图案照在光刻胶上）:光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。
一块晶圆上可以切割出数百个处理器
（2）微图形刻蚀阶段：
溶解光刻胶:光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉,清除后留下的图案和掩模上的一致。
蚀刻:使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分,而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。
清除光刻胶:蚀刻完成后,光刻胶的使命宣告完成,全部清除后就可以看到设计好的电路图案。
（3）器件制备：源漏掺杂，栅极沉积
CVD(化学与气相沉积) :沉积多晶硅栅。
光刻胶:再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻、并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶
还是用来保护不会离子注入的那部分材料。
离子注入(Ion Implantation) :
在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。
清除光刻胶:离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同。
至此,晶体管已经基本完成。
（4）互连电镀的制备---晶体管互连用的
在绝缘材料(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连。
电镀:在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走
向负极(阴极)。。
铜层:电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面,形成一个薄薄的铜层。
抛光:将多余的铜抛光掉,也就是磨光晶圆表面。
（5）多层互连金属制备
金属层:晶体管级别，六个晶体管的组合，
（6）测试，切割，挑选
■晶圆测试:内核级别,大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的局部,正在接受第一次功
能性测试,使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
■晶圆切片(Slicing) :晶圆级别, 300毫米/12英寸。将晶圆切割成块,每一块就是一个处理
器的内核(Die)。
■丢弃瑕疵内核:晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃,留下完好的准备进入
下一步。
（7）封装
■单个内核:内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核,这里展示的是Core i7的核心。
■封装:封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于-一个底座，并为处理器内核提供电气与机械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了。
处理器:至此就得到完整的处理器了(这里是颗Core i7)。
（8）等级测试:
最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还是低端型号Core i7-920。
二、工艺概述
1.微电子工艺:是指用半导体材料制作微电子产品的方法、原理、技术。
2.体现集成电路工艺技术水平的三个技术指标
（1）特征尺寸: (Feature Size)/(Critical Dimension)
特征尺寸定义为器件中最小线条宽度(对MOS器件而言，通常指器件栅电极所决定的沟道几何长度)。减小特征尺寸是提高集成度、改进器件性能的关键。特征尺寸的减小主要取决于光刻技术的改进。集成电路的特征尺寸向纳米尺度发展，目前的规模化生产是16nm、
10nm工艺，TSMC以及三星目前将大部分芯片生产制程转换到7nm。
（2）晶片直径(Wafer Diameter) :
为了提高集成度，可适当增大芯片面积。然而，芯片面积的增大导致每个圆片内包含的芯片数减少，从而使生产效率降低，成本高。采用更大直径的晶片可解决这一问题。晶圆的尺寸增加，当前的主流晶圆的尺寸为12时，正在向16时晶圆迈进。
（3）DRAM的容量:
RAM (Random-AccessMemory)随机存取存储器分为动态存储器DRAM(Dynamic)和静态存储器SRAM(Static)。
3.工艺技术
1) 原始硅片工艺:硅单晶拉制到最终形成作为IC衬底和有源区的硅片的一整套工艺技术。
2) 掺杂工艺:包括各种扩散掺杂和离子注入掺杂技术。
3) 微细图形加工工艺:包括图形的复印和刻蚀转移两个方面。
4) 介质薄膜工艺:包括各种热生长技术和各种CVD技术。
5) 互连用的金属薄膜工艺
