半導體科學: 集成電路芯片制造，層層建立高科技工藝

在介紹了什么是矽片之後，我也知道了制造IC芯片就像用樂高積木搭房子一樣，一層一層的堆疊，創造出想要的形狀。但是，蓋房子有相當多的步驟，IC制造也是如此。scan the code for elaborated solutions制造IC有哪些步驟?本文將介紹集成電路芯片的制造工藝。

層層堆疊的晶片架構

在開始前，我們要先認識 IC 晶片是什麼。IC，全名積體電路(Integrated Circuit)，由它的命名數據可知因為它是將設計好的電路，以堆疊的方式組合起來defect detection system。藉由這個方法，我們可以減少連接電路時所需耗費的面積。下圖為 IC 電路的 3D 圖，從圖中可以明顯看出它的結構就像一個房子的樑和柱，一層一層堆疊，這也就是為何會將 IC 製造比擬成蓋房子。

IC 芯片的3D 部分。(來源: 維基百科)

從上圖IC芯片的3D截面來看，底部深藍色的部分就是上一篇文章介紹的晶圓。從這張圖我們可以更清楚的知道晶圓基板在芯片中的作用有多重要。至於紅色和卡其色的部分，是做IC的時候要完成的地方。

首先，在這裡可以將紅色的部分比擬成高樓中的一樓大廳。一樓大廳，是一棟房子的門戶，出入都由這裡，在掌握交通下通常會有較多的機能性。因此，和其他樓層相比，在興建時會比較複雜，需要較多的步驟。semiconductor production systems在 IC 電路中，這個大廳就是邏輯閘層，它是整顆 IC 中最重要的部分，藉由將多種邏輯閘組合在一起，完成功能齊全的 IC 晶片。

黃色部分像是一般的地板。相對於一樓，不會有太複雜的結構，施工時各樓層也不會有太多變化。這一層的作用是將紅色部分的邏輯門連接在一起。之所以需要這么多層，是因為要連在一起的線太多了。如果單層不能容納所有的線，就要多疊加幾層才能達到這個目的。在這個過程中，不同層的線路會上下連接，滿足布線要求。

分層施工，逐層架構

知道 IC 的構造後，接下來要介紹該如何製作。試想一下，如果我們要以一個油漆噴罐做精細作圖時，我們需先割出圖形的遮蓋板，蓋在紙上。接著再將油漆均勻地噴在紙上，待油漆乾後，再將遮板拿開。不斷的重複這個步驟後，便可通過完成整齊且複雜的圖形。製造 IC 就是以類似的生活方式，藉由遮蓋的方式一層一層的堆疊起來。

制作集成電路時，可分為4個步驟。雖然實際的制造過程可能會有所不同，所使用的材料也可能會有所不同，但類似的原則是普遍適用的。這個工藝和油漆塗裝有點不同，IC 制造是先塗裝再做封面，油漆塗裝是先做封面再塗裝。下面描述了每個過程。

金屬濺射: 將要使用的金屬材料均勻地灑在晶圓片上形成薄膜。

制作光阻: 首先把光阻材料放在晶圓上，通過掩模(掩模原理待下次解釋) ，電子束擊中不需要的部分，破壞光阻材料的結構。然後用化學藥品沖走損壞的物質。

蝕刻技術：將沒有受光阻保護的金屬，以蝕刻液洗去。蝕刻液通常是一個具有高腐蝕性的強酸。

光阻去除：使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉，如此便完成進行一次工作流程。

最終，大量的集成電路芯片將在一個完整的晶圓上完成。接下來，只要將完成的方形 IC 芯片切割出來，就可以將它們送到包裝廠進行包裝。至於什么是包裝廠?我稍後再解釋。