4/17/2012,光纖在線訊：近日我們搜尋到晶片製作的全過程，在此與大家一起分享！
晶片的製造過程可概分為晶圓處理工序（Wafer Fabrication）、晶圓針測工序（Wafer Probe）、構裝工序（Packaging）、測試工序（Initial Test and Final Test）等幾個步驟。其中晶圓處理工序和晶圓針測工序為前段（Front End）工序，而構裝工序、測試工序為後段（Back End）工序。
1、晶圓處理工序：本工序的主要工作是在晶圓上製作電路及電子元件（如電晶體、電容、邏輯開關等），其處理程序通常與產品種類和所使用的技術有關，但一般基本步驟是先將晶圓適當清洗，再在其表面進行氧化及化學氣相沉積，然後進行塗膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反覆步驟，最終在晶圓上完成數層電路及元件加工與製作。
2、晶圓針測工序：經過上道工序後，晶圓上就形成了一個個的小格，即晶粒，一般情況下，為便於測試，提高效率，同一片晶圓上製作同一品種、規格的產品；但也可根據需要製作幾種不同品種、規格的產品。在用針測（Probe）儀對每個晶粒檢測其電氣特性，並將不合格的晶粒標上記號後，將晶圓切開，分割成一顆顆單獨的晶粒，再按其電氣特性分類，裝入不同的託盤中，不合格的晶粒則捨棄。
3、構裝工序：就是將單個的晶粒固定在塑膠或陶瓷製的晶片基座上，並把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接，以作為與外界電路板連接之用，最後蓋上塑膠蓋板，用膠水封死。其目的是用以保護晶粒避免受到機械刮傷或高溫破壞。到此才算製成了一塊集成電路晶片（即我們在電腦裡可以看到的那些黑色或褐色，兩邊或四邊帶有許多插腳或引線的矩形小塊）。
4、測試工序：晶片製造的最後一道工序為測試，其又可分為一般測試和特殊測試，前者是將封裝後的晶片置於各種環境下測試其電氣特性，如消耗功率、運行速度、耐壓度等。經測試後的晶片，依其電氣特性劃分為不同等級。而特殊測試則是根據客戶特殊需求的技術參數，從相近參數規格、品種中拿出部分晶片，做有針對性的專門測試，看是否能滿足客戶的特殊需求，以決定是否須為客戶設計專用晶片。經一般測試合格的產品貼上規格、型號及出廠日期等標識的標籤並加以包裝後即可出廠。而未通過測試的晶片則視其達到的參數情況定作降級品或廢品。
製造晶片的基本原料製造晶片的基本原料:矽、金屬材料(鋁主要金屬材料,電遷移特性要好.銅互連技術可以減小晶片面積，同時由於銅導體的電阻更低，其上電流通過的速度也更快）、化學原料等。
晶片製造的準備階段在必備原材料的採集工作完畢之後，這些原材料中的一部分需要進行一些預處理工作。作為最主要的原料，矽的處理工作至關重要。首先，矽原料要進行化學提純，這一步驟使其達到可供半導體工業使用的原料級別。為了使這些矽原料能夠滿足集成電路製造的加工需要，還必須將其整形，這一步是通過溶化矽原料，然後將液態矽注入大型高溫石英容器來完成的。
而後，將原料進行高溫溶化為了達到高性能處理器的要求，整塊矽原料必須高度純淨，及單晶矽。然後從高溫容器中採用旋轉拉伸的方式將矽原料取出，此時一個圓柱體的矽錠就產生了。從目前所使用的工藝來看，矽錠圓形橫截面的直徑為200毫米。在保留矽錠的各種特性不變的情況下增加橫截面的面積是具有相當的難度的，不過只要企業肯投入大批資金來研究，還是可以實現的。intel為研製和生產300毫米矽錠建立的工廠耗費了大約35億美元，新技術的成功使得intel可以製造複雜程度更高，功能更強大的集成電路晶片，200毫米矽錠的工廠也耗費了15億美元。下面就從矽錠的切片開始介紹晶片的製造過程。
在製成矽錠並確保其是一個絕對的圓柱體之後，下一個步驟就是將這個圓柱體矽錠切片，切片越薄，用料越省，自然可以生產的處理器晶片就更多。切片還要鏡面精加工的處理來確保表面絕對光滑，之後檢查是否有扭曲或其它問題。這一步的質量檢驗尤為重要，它直接決定了成品晶片的質量。
新的切片中要摻入一些物質，使之成為真正的半導體材料，然後在其上刻劃代表著各種邏輯功能的電晶體電路。摻入的物質原子進入矽原子之間的空隙，彼此之間發生原子力的作用，從而使得矽原料具有半導體的特性。今天的半導體製造多選擇CMOS工藝(互補型金屬氧化物半導體)。其中互補一詞表示半導體中N型MOS管和P型MOS管之間的交互作用。N和P在電子工藝中分別代表負極和正極。多數情況下，切片被摻入化學物質形成P型襯底，在其上刻劃的邏輯電路要遵循nMOS電路的特性來設計，這種類型的電晶體空間利用率更高也更加節能。同時在多數情況下，必須儘量限制pMOS型電晶體的出現，因為在製造過程的後期，需要將N型材料植入P型襯底當中，這一過程會導致pMOS管的形成。
在摻入化學物質的工作完成之後，標準的切片就完成了。然後將每一個切片放入高溫爐中加熱，通過控制加溫時間使得切片表面生成一層二氧化矽膜。通過密切監測溫度，空氣成分和加溫時間，該二氧化矽層的厚度是可以控制的。在intel的90納米製造工藝中，門氧化物的寬度小到了驚人的5個原子厚度。這一層門電路也是電晶體門電路的一部分，電晶體門電路的作用是控制其間電子的流動，通過對門電壓的控制，電子的流動被嚴格控制，而不論輸入輸出埠電壓的大小。準備工作的最後一道工序是在二氧化矽層上覆蓋一個感光層。這一層物質用於同一層中的其它控制應用。這層物質在乾燥時具有很好的感光效果，而且在光刻蝕過程結束之後，能夠通過化學方法將其溶解並除去。
光刻蝕光刻蝕是晶片製造過程中工藝非常複雜的一個步驟，為什麼這麼說呢？光刻蝕過程就是使用一定波長的光在感光層中刻出相應的刻痕，由此改變該處材料的化學特性。這項技術對於所用光的波長要求極為嚴格，需要使用短波長的紫外線和大曲率的透鏡。刻蝕過程還會受到晶圓上的汙點的影響。每一步刻蝕都是一個複雜精細的過程。設計每一步過程的所需要的數據量都可以用10GB的單位來計量，而且製造每塊處理器所需要的刻蝕步驟都超過20步(每一步進行一層刻蝕)。而且每一層刻蝕的圖紙如果放大許多倍的話，可以和整個紐約市外加郊區範圍的地圖相比，甚至還要複雜，試想一下，把整個紐約地圖縮小到實際面積大小只有100個平方毫米的晶片上，那麼這個晶片的結構有多麼複雜，可想而知了。
當這些刻蝕工作全部完成之後，晶圓被翻轉過來。短波長光線透過石英模板上鏤空的刻痕照射到晶圓的感光層上，然後撤掉光線和模板。通過化學方法除去暴露在外邊的感光層物質，二氧化矽馬上在陋空位置的下方生成。
摻雜在殘留的感光層物質被去除之後，剩下的就是充滿的溝壑的二氧化矽層以及暴露出來的在該層下方的矽層。這一步之後，另一個二氧化矽層製作完成。然後，加入另一個帶有感光層的多晶矽層。多晶矽是門電路的另一種類型。由於此處使用到了金屬原料(因此稱作金屬氧化物半導體)，多晶矽允許在電晶體隊列埠電壓起作用之前建立門電路。感光層同時還要被短波長光線透過掩模刻蝕。再經過一部刻蝕，所需的全部門電路就已經基本成型了。然後，要對暴露在外的矽層通過化學方式進行離子轟擊，此處的目的是生成N溝道或P溝道。這個摻雜過程創建了全部的電晶體及彼此間的電路連接，沒個電晶體都有輸入端和輸出端，兩端之間被稱作埠。
重複這一過程
從這一步起，將持續添加層級，加入一個二氧化矽層，然後光刻一次。重複這些步驟，然後就出現了一個多層立體架構，這就是你目前使用的處理器的萌芽狀態了。在每層之間採用金屬塗膜的技術進行層間的導電連接。
接下來的幾個星期就需要對晶圓進行一關接一關的測試，包括檢測晶圓的電學特性，看是否有邏輯錯誤，如果有，是在哪一層出現的等等。而後，晶圓上每一個出現問題的晶片單元將被單獨測試來確定該晶片有否特殊加工需要。
而後，整片的晶圓被切割成一個個獨立的處理器晶片單元。在最初測試中，那些檢測不合格的單元將被遺棄。這些被切割下來的晶片單元將被採用某種方式進行封裝，這樣它就可以順利的插入某種接口規格的主板了。在晶片的包裝過程完成之後，許多產品還要再進行一次測試來確保先前的製作過程無一疏漏，且產品完全遵照規格所述，沒有偏差。