制造過程芯片制作完整過程包括芯片設(shè)計(jì)、晶片制作、封裝制作、測試等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中晶片制作過程尤為的復(fù)雜。首先是芯片設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，生成的“圖樣”芯片的原料晶圓晶圓的成分是硅，硅是由石英沙所精練出來的，晶圓便是硅元素加以純化(99.999%)，接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料，將其切片就是芯片制作具體所需要的晶圓。晶圓越薄，生產(chǎn)的成本越低，但對(duì)工藝就要求的越高。晶圓涂膜晶圓涂膜能抵抗氧化以及耐溫能力，其材料為光阻的一種。晶圓光刻顯影、蝕刻光刻工藝的基本流程如圖1 [2] 所示。首先是在晶圓(或襯底)表面涂上一層光刻膠并烘干。烘干后的晶圓被傳送到光刻機(jī)里面。光線透過一個(gè)掩模把掩模上的圖形投影在晶圓表面的光刻膠上，實(shí)現(xiàn)曝光，激發(fā)光化學(xué)反應(yīng)。對(duì)曝光后的晶圓進(jìn)行第二次烘烤，即所謂的曝光后烘烤，后烘烤使得光化學(xué)反應(yīng)更充分。最后，把顯影液噴灑到晶圓表面的光刻膠上，對(duì)曝光圖形顯影。顯影后，掩模上的圖形就被存留在了光刻膠上。涂膠、烘烤和顯影都是在勻膠顯影機(jī)中完成的，曝光是在光刻機(jī)中完成的。勻膠顯影機(jī)和光刻機(jī)一般都是聯(lián)機(jī)作業(yè)的，晶圓通過機(jī)械手在各單元和機(jī)器之間傳送。整個(gè)曝光顯影系統(tǒng)是封閉的，晶圓不直接暴露在周圍環(huán)境中，以減少環(huán)境中有害成分對(duì)光刻膠和光化學(xué)反應(yīng)的影響 。
圖1：現(xiàn)代光刻工藝的基本流程和光刻后的檢測步驟該過程使用了對(duì)紫外光敏感的化學(xué)物質(zhì)，即遇紫外光則變軟。
通過控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蝕劑，使得其遇紫外光就會(huì)溶解。這時(shí)可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，這溶解部分接著可用溶劑將其沖走。這樣剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了，而這效果正是我們所要的。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。摻加雜質(zhì)將晶圓中植入離子，生成相應(yīng)的P、N類半導(dǎo)體。具體工藝是是從硅片上暴露的區(qū)域開始，放入化學(xué)離子混合液中。這一工藝將改變攙雜區(qū)的導(dǎo)電方式，使每個(gè)晶體管可以通、斷、或攜帶數(shù)據(jù)。簡單的芯片可以只用一層，但復(fù)雜的芯片通常有很多層，這時(shí)候?qū)⒃摿鞒滩粩嗟闹貜?fù)，不同層可通過開啟窗口聯(lián)接起來。這一點(diǎn)類似多層PCB板的制作原理。 更為復(fù)雜的芯片可能需要多個(gè)二氧化硅層，這時(shí)候通過重復(fù)光刻以及上面流程來實(shí)現(xiàn)，形成一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)。晶圓測試經(jīng)過上面的幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個(gè)個(gè)格狀的晶粒。通過針測的方式對(duì)每個(gè)晶粒進(jìn)行電氣特性檢測。一般每個(gè)芯片的擁有的晶粒數(shù)量是龐大的，組織一次針測試模式是非常復(fù)雜的過程，這要求了在生產(chǎn)的時(shí)候盡量是同等芯片規(guī)格構(gòu)造的型號(hào)的大批量的生產(chǎn)。數(shù)量越大相對(duì)成本就會(huì)越低，這也是為什么主流芯片器件造價(jià)低的一個(gè)因素。封裝將制造完成晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片內(nèi)核可以有不同的封裝形式的原因。比如：DIP、QFP、PLCC、QFN等等。這里主要是由用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場形式等外圍因素來決定的。測試、包裝經(jīng)過上述工藝流程以后，芯片制作就已經(jīng)全部完成了，這一步驟是將芯片進(jìn)行測試、剔除不良品，以及包裝。
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