高精度半导体制造技术

半导体是半导体集成电路或计算机芯片的缩写。半导体有数十亿个元件（晶体管、电阻器、电容器、二极管），所有这些元件构成电路。这些元件排列在由硅制成的芯片上，硅是一种半导体材料，可以通电和断电。
近年来，半导体的集成度越来越高，应用范围广泛，从个人电脑和智能手机等常见设备到基于物联网的产品和服务，以及数据中心等大型数字基础设施。半导体在丰富世界的新技术的社会实施中也是必不可少的，例如远程工作、在线活动、AR 和 VR 以及自动驾驶系统。
半导体制造中不可或缺的半导体光刻系统使用超高性能镜头来缩小绘制在大型玻璃板光掩模上的高复杂电路图案，以便将其印刷到硅晶片上。
在制造需要纳米级极精细加工的半导体时，如果哪怕是一点点灰尘落到镜头或晶片上，就无法准确蚀刻电路。因此，必须使用能够将灰尘和污垢减少到最低限度的洁净室。洁净室环境中的工作人员需要穿着全身服装，以防止灰尘或其他异物落到设备上。

1. 切割硅片

将圆柱形高纯度硅锭切割成圆盘，制成带有定向凹槽的硅片。

2. 形成氧化膜

将硅片排列好，放入炉内退火，加入氧气和硅气，在硅片表面形成氧化膜。

3. 涂敷光刻胶

接下来，将一种称为光刻胶的光敏剂涂敷到表面。在涂敷过程中，硅片会高速旋转，以便将光刻胶薄薄地均匀涂敷到硅片上。

4. 曝光

半导体光刻系统将硅片与光掩模对准，通过镜头将光掩模上的电子电路图案缩小到原来的四分之一或五分之一，然后将光线投射到电路图案上，将其图案化在硅片上。
曝光是逐个芯片进行的。使用不同的光掩模在硅片上形成各种元件。步骤3至7重复数十次。

5. 显影

在显影过程中，通过将晶圆浸入液体溶剂中，曝光区域的光刻胶被溶解。曝光区域下方的氧化膜显露出来。

6. 蚀刻

去除露出的氧化膜后，再去除剩余的不需要的光刻胶，露出图案。

7. 掺杂

通过在熔炉中向硅片添加硼、磷和砷等化学物质，在硅片上形成晶体管、二极管和其他元件。

8. 布线

为了连接硅片上形成的元件，需要将铝沉积在硅片表面，并去除不需要的区域上的铝。

9. 切割

将硅片上的芯片逐个切下。

10. 粘合/成型

然后通过细金线将芯片和引线框架（用于将芯片连接到端子的框架）连接起来。
芯片被封装在合成树脂或陶瓷封装中，以防止冲击和刮擦。

11. 半导体完成

移除框架部分并塑造引线，以便将半导体安装在电路板上。

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