集成电路制造全流程解析:从硅砂到芯片的百道工序
IC 制造核心流程:前道 (FEOL) + 后道 (BEOL)
- 晶圆制备:硅砂→冶金级硅→西门子法多晶硅→直拉法 (CZ) 单晶硅锭→切片/倒角/研磨/抛光/外延→裸片/外延片
- 光刻(核心):光阻涂胶→曝光(ArF/KrF/EUV)→显影→刻蚀/离子注入→去胶,重复 60~100+ 次
- 薄膜沉积:CVD/ALD/PVD/外延,沉积绝缘层/导电层/阻挡层/高低 k 介质
- 刻蚀:干法 (RIE/ICP) /湿法,各向异性/选择比/侧壁形貌控制
- 离子注入/退火:掺杂剂型/能量/剂量精准控制,快速热退火 (RTA) 激活
- 化学机械抛光 (CMP):全局平坦化,金属/介质交替平坦化
- 互联/多层布线:大马士革工艺(铜/低 k)、通孔/金属层级数 10~15+ 层
- 晶圆测试/划片/封装/成品测试
洁净室与污染控制:良率生命线
- 洁净度等级:ISO 1~3(光刻/薄膜)、ISO 4~5(刻蚀/离子注入/测试)
- AMC 控制:化学过滤器 (CAF) 去除酸/碱/胺/有机胺/硅烷,ppt 级监测
- 人员防护:全身洁净服、口罩/手套/靴套、气闸室/风淋室、物料传递窗
- 设备自洁:工艺腔体原位清洗、内壁涂层、颗粒源管理