今天，我们说说芯片（晶粒）的制作流程。这个环节，是芯片制造过程中最难的部分。我尽量讲得通俗易懂一些，也希望大家能耐心看完。

一、氧化

首先，在切割和抛光后的晶圆上，我们要先做一层氧化。氧化的目的，是在脆弱的晶圆表面，形成一层保护膜（氧化层）。氧化层可以防止晶圆受到化学杂质、漏电流和刻蚀等影响。

氧化的工艺，包括热氧化法、等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）、电化学阳极氧化等。

其中，最常用的是热氧化法，即在800~1200°C的高温下，形成一层薄而均匀的二氧化硅层。根据氧化时所使用的气体，氧化也分为干法氧化和湿法氧化。

干法氧化，通过输入纯氧，使其在晶圆表面流动，从硅进行反应，形成二氧化硅层。湿法氧化，是同时使用氧气和高溶解度的水蒸气。

干法氧化的速度慢，但形成的氧化层很薄，而且致密。湿法氧化的速度快，但保护层相对较厚，且密度较低。

目前，干法氧化是半导体制造中的主流技术。湿法氧化更多用于非关键层或特定厚膜需求场景。

二、光刻（涂胶、前烘、曝光、后烘、显影）

接下来，终于到了最最最重要的环节——光刻。我们这几年一直耿耿于怀被“卡脖子”的光刻机，就和这个环节有关。所谓“光刻”，其实简单来说，就是像印刷机一样，把芯片电路图给“刻”在晶圆上。

光刻可以分为涂胶、曝光、显影三个主要步骤。我们逐一来看。首先，是涂胶。这个胶，叫做光刻胶，有时候也叫光阻，是一种光敏材料。

光刻胶有两种类型：正胶和负胶。

正胶，被特定的光束照射（曝光）之后，分子结构会发生变化，变得容易溶解。负胶，恰好相反，被照射之后，会变得难以溶解。大部分情况，用正胶。

涂胶时，先让晶圆在1000~5000RPM的速度下旋转。然后，将光刻胶少量倒在晶圆的中心。光刻胶会因为离心力的作用，逐渐扩散到整个晶圆的表面，形成一层1到200微米厚的均匀涂层。

值得一提的是，光刻胶也是一个技术含量很高的材料。国内使用的大部分光刻胶都来自日本。

涂胶完成后，会对晶圆进行软烤加热，让光刻胶稍微固化一些。这个步骤叫“前烘”。

接着，该光刻机登场了，要进行曝光。将晶圆放入光刻机，同时，也将掩模放入光刻机。

掩模，全名叫光刻掩膜版，也叫光阻，英文名mask。它是光刻工艺的核心，也是芯片设计阶段的重要输出物。

掩模是一块带有不透明材料（如铬）图案层的玻璃或石英板。上面的图案，其实就是芯片的蓝图，也就是集成电路版图。

在光刻机中，晶圆和掩模都被精准固定。然后，光刻机的特殊光源（汞蒸气灯或准分子激光器）会发出光束（紫外线），光束会通过掩模版的镂空部分，以及多层透镜（将光进行汇聚），最终投射到晶圆的一小块面积上。

精细的电路图案，就这样“投影”在晶圆上。

以正性光刻胶为例，被照射位置的光刻胶，会变得容易溶解。未被照射的光刻胶，则毫发无损。

固定晶圆和掩模的机械位不停地移动，光束不停地照射。最终，在整个晶圆上，完成数十个至数百个芯片的电路“绘制”。

硅片从光刻机出来后，还要经历一次加热烘焙的过程（120~180℃的环境下，烘焙20分钟），简称后烘。

后烘的目的，是让光刻胶中的光化学反应充分完成，弥补曝光强度不足的问题。同时，后烘还能减少光刻胶显影后，因为驻波效应产生的一圈圈纹路。

接下来，是显影。曝光之后，将晶圆浸泡在显影溶液中。显影溶液会去除被照射过的光刻胶（正胶），露出图案。然后，对晶圆进行冲洗并干燥，就能够留下一个精确的电路图案了。

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