芯片在制造过程中，需要经历哪些复杂工艺？

#芯片在制造过程中，需要经历哪些复杂工艺？#芯片制造是当今世界最为复杂和精细的工艺过程。这是一个由众多顶尖企业共同完成的一个复杂过程。芯片一般指芯片（Chip）或集成电路芯片（Integrated Circuit Chip），是一种由半导体材料制成的微小的电子器件。

通常来说，芯片就是集成电路（integrated circuit）。两者之间可以划等号，互相换用。通过特定技术，将晶体管、电阻、电容、二极管等电子元件集成在单一基板上，形成的一种微型电路，叫做集成电路。但如果这个基板，采用的是半导体材料（例如硅），或者说，集成电路由半导体材料晶圆制造而来，就属于半导体集成电路。

传统意义上说的集成电路，基本上都是指半导体集成电路，半导体、芯片、集成电路三个词，经常可以混用。大致可以分为以下几个关键阶段：

### 1. 晶圆制造（Wafer 7）

- 拉晶 (Crystal Pulling)：将多晶硅熔炼，并在惰性气体环境下，通过单晶硅“种子”缓慢旋转提取单晶硅锭，其直径由温度和提取速度控制。

- 晶圆切片 (Wafer Slicing)：使用精密锯将硅锭切割成薄片，即晶圆。

- 晶圆研磨、侵蚀 (Lapping, Etching)：通过机械研磨和化学蚀刻减少晶圆表面的损伤和裂纹，确保平整度。

- 硅片抛光、清洗 (Polishing, Cleaning)：采用化学机械抛光(CMP)进行抛光，然后通过一系列化学和物理清洗步骤，包括使用SC1、SC2溶液，去除杂质并生成新的自然氧化层。

### 2. 芯片前道工艺（Front-End of Line, FEOL）

- 前期准备：包括物料准备、设备检查等。

- 薄膜沉积：通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)等技术形成薄膜。

- 光刻：将电路图案转移到光刻胶上，后续进行刻蚀以形成电路结构。

- 刻蚀：根据光刻胶的图案，精确去除薄膜，形成电路线条。

- 离子注入：调整半导体材料的导电类型，形成源极、漏极等。

- 清洗：每一步后进行，确保无杂质，维持工艺质量。

- 测量：在关键步骤中进行，确保工艺符合要求。

### 3. 后道工艺（Back-End of Line, BEOL）

- 互连：构建多层金属连线，连接不同的晶体管。

- 绝缘层沉积：在金属层之间添加绝缘层。

- 封装测试：将完成的晶圆切割成单独的芯片，封装保护，并进行功能测试。

### 4. 关键技术

- 晶圆制备技术：确保晶圆的高质量。

- 薄膜沉积技术：形成均匀、光滑的薄膜。

- 光刻技术：实现高精度的图案转移。

- 清洗技术：保持晶圆清洁，避免污染。

整个过程涉及数百甚至上千个步骤，需要高度精准的设备和严格的环境控制。从设计到最终产品的出炉，每一个环节都至关重要，任何微小的错误都可能导致整个批次的芯片失效。随着技术的进步，如7纳米及更小的制程，工艺的复杂性和对精度的要求更是达到了前所未有的高度。

深度调查：项立刚宣传的1纳米“芯片制造机”专利，是什么东西？

编者按：最近，网络流传有人发明了“1纳米芯片制造机”，还自称是重大原创。经核查，2023年7月公开的一份“1纳米芯片”相关专利申请基于对半导体蚀刻技术和设备错误的理解，凭空设计1纳米芯片打印蚀刻一体机。

项立刚：我看了1纳米芯片制造机的专利

近日，项立刚直播时宣传，7月2日时看到一个可以做1纳米芯片的专利。

Jim哥去核实了一下，果然有一份2022年1月申请的专利《制程精度直达终级1纳米 的打印兼刻蚀一体机》，这份专利申请公开日是2023年7月28日，目前进入实质审查阶段，并没有获得授权。

专利发明人我不认识，专利是这么说的：

“制程精度直达终级1纳米 的打印兼刻蚀一体机发明项目，就是综合当今已经技术成熟并普及应用的大尺度彩色图片喷墨打印机 和我国已经获得世界领先水平的刻蚀机的工作原理 来设计发明的。此发明能够跨过光刻机这头拦路虎，直接由电脑里的大尺度的CAD ……等格式的电路图中，通过每个扫描电路图上针孔状探头探测到的每个像素的光学图像信号，经光电信息转换后，传送到刻蚀机的等离子体喷头的喷射孔点阵中的每一个对应的等离子体喷射孔。 ”

简单来说，就是用CAD软件控制1纳米精度的蚀刻机喷头，沿着CAD的图纸进行走线式的打印！