科普了芯片制作，介绍了脉宽可调纳秒激光器和SmartPrint无掩膜光刻机两款产品
你知道一个芯片是怎样设计出来的么？你又知道设计出来的芯片是怎么生产出来的么？看完这篇文章你就有大概的了解。
一、复杂繁琐的芯片设计流程
芯片制造的过程就如同用乐高积木盖房子一样，先有要有白色底板作为地基：
这些白色的底板部分在芯片制作中对应着的东西称之为晶圆。
再层层往上盖一些其它积木，就可以搭出我们心中的乐高（ IC芯片）。
可以类比乐高玩具的制作，我们首先想到的是乐高玩具的建模软件，和零件制作模具。因此，IC芯片的设计者、也会有一些软件辅助规划，也有相关的专门技术负责制作芯片的零件。然而，工程师们在设计一颗 IC 芯片时，究竟有那些步骤？设计流程可以简单分成如下。
现在知名的芯片大厂有联发科、高通、Intel 等，他们会提供不同规格、效能的IC芯片给下游厂商选择。
第一步：设备选型及购买。
1、光刻机。2、单晶炉。3、晶圆划片机。4、晶片剪薄机。5、气相外延炉 5、氧化炉 6、低压化学气相淀积系统 8、等离子体增强化学气相沉积系统 9、磁控溅射台 10、化学机械研磨机 11、引线键合机 12、探针测试台 等等。
第二步：规格设定。
造多大？有什么规范吗？比如无线网卡的芯片就需要符合 IEEE
802.11 等规范，不然，这芯片将无法和市面上的产品相容。好比你造的乐高零件，凸口太大太小，没办法和别的厂商的乐高零件拼在一起一样。然后就是决定有几间卧室、卫生间这样的事。我们的IC芯片计划性能怎么样？需要“入厕应急”功能强大，就要分配点厕所单元，相应的也要多配置点“马桶”。每个卫生间的马桶放在哪也要布局，厕所门位置、对应房间内的走廊，就是芯片里各单元结的连接方法。
我们需要先借助硬件描述语言（HDL）将芯片的功能描写出来。常使用的 HDL 有 Verilog、VHDL 等，藉由程式码便可轻易地将一颗 IC的功能表达出来。再由相应软件将电路功能转变为实际的电路规划图。幸运的是，这一切随着计算机电子技术的积累，已经非常自动化了。
这一步生成的是平面电路，可能非常巨大。而我们的芯片往往是很小的。所以我们需要把电路折叠，术语称之为“绕线”。
这一步借由一套EDA-TOOL 完成。不同颜色代表不同“光罩”，就是不同的材料层。他们使得“上下”层电路独立，互不干扰，实际是揉成了立体的电路--积体电路，会更复杂。用的典型材料是cmos -互补式金属氧化物半导体。
第三步：制作晶圆
什么是晶圆？晶圆（wafer），简单来讲就是硅Si，是制造各式电脑芯片的基础。在固体材料中，有一种特殊的晶体结构──单晶（Monocrystalline）。它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性，可以形成一个平整的原子表层。然而，该如何产生这样的材料呢，主要有二个步骤，分别为纯化以及拉晶，之后便能完成这样的材料。纯化分成两个阶段，第一步是冶金级纯化，此一过程主要是加入碳，以氧化还原的方式，将氧化硅转换成 98%以上纯度的硅。但是，98%对于芯片制造来说依旧不够，仍需要进一步提升。因此，将再进一步采用西门子制程（Siemens process）作纯化，如此，将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅。
二、硅柱制造流程
接着，就是拉晶的步骤。首先，将前面所获得的高纯度多晶硅融化，形成液态的硅。之后，以单晶的硅种（seed）和液体表面接触，一边旋转一边缓慢的向上拉起。至于为何需要单晶的硅种，是因为硅原子排列就和人排队一样，会需要排头让后来的人该如何正确的排列，硅种便是重要的排头，让后来的原子知道该如何排队。最后，待离开液面的硅原子凝固后，排列整齐的单晶硅柱便完成了。
然而，8寸、12寸又代表什么东西呢？他指的是我们产生的晶柱，长得像铅笔笔桿的部分，表面经过处理并切成薄圆片后的直径。至于制造大尺寸晶圆又有什么难度呢？如前面所说，晶柱的制作过程就像是在做棉花糖一样，一边旋转一边成型。有制作过棉花糖的话，应该都知道要做出大而且扎实的棉花糖是相当困难的，而拉晶的过程也是一样，旋转拉起的速度以及温度的控制都会影响到晶柱的品质。也因此，尺寸愈大时，拉晶对速度与温度的要求就更高，因此要做出高品质12 寸晶圆的难度就比 8 寸晶圆还来得高。
只是，一整条的硅柱并无法做成芯片制造的基板，为了产生一片一片的硅晶圆，接着需要以钻石刀将硅晶柱横向切成圆片，圆片再经
由抛光便可形成芯片制造所需的硅晶圆。经过这么多步骤，芯片基板的制造便大功告成，下一步便是堆叠房子的步骤，也就是芯片制造。至于该如何制作芯片呢？
三、层层堆叠打造的芯片
在介绍过硅晶圆是什么东西后，同时，也知道制造 IC 芯片就像是用乐高积木盖房子一样，藉由一层又一层的堆叠，创造自己所期望的造型。然而，盖房子有相当多的步骤，IC 制造也是一样，制造 IC 究竟有哪些步骤？下面将对 IC 芯片制造的流程做介绍。
在开始前，我们要先认识 IC 芯片是什么。IC，全名积体电路（Integrated Circuit），由它的命名可知它是将设计好的电路，以堆叠的方式组合起来。藉由这个方法，我们可以减少连接电路时所需耗费的面积。下图为 IC电路的 3D 图，从图中可以看出它的结构就像房子的樑和柱，一层一层堆叠，这也就是为何会将 IC 制造比拟成盖房子。
▲ IC 芯片的 3D 剖面图
从上图中 IC 芯片的 3D 剖面图来看，底部深蓝色的部分就是上一篇介绍的晶圆，从这张图可以更明确的知道，晶圆基板在芯片中扮演的角色是何等重要。至于红色以及土黄色的部分，则是于 IC 制作时要完成的地方。
首先，在这里可以将红色的部分比拟成高楼中的一楼大厅。一楼大厅，是一栋房子的门户，出入都由这裡，在掌握交通下通常会有较多的机能性。因此，和其他楼层相比，在兴建时会比较复杂，需要较多的步骤。在IC 电路中，这个大厅就是逻辑闸层，它是整颗 IC 中最重要的部分，藉由将多种逻辑闸组合在一起，完成功能齐全的 IC 芯片。黄色的部分，则像是一般的楼层。和一楼相比，不会有太复杂的构造，而且每层楼在兴建时也不会有太多变化。这一层的目的，是将红色部分的逻辑闸相连在一起。之所以需要这么多层，是因为有太多线路要连结在一起，在单层无法容纳所有的线路下，就要多叠几层来达成这个目标了。在这之中，不同层的线路会上下相连以满足接线的需求。
知道 IC的构造后，接下来要介绍该如何制作。试想一下，如果要以油漆喷罐做精细作图时，我们需先割出图形的遮盖板，盖在纸上。接着再将油漆均匀地喷在纸上，待油漆干后，再将遮板拿开。不断的重复这个步骤后，便可完成整齐且复杂的图形。制造IC 就是以类似的方式，藉由遮盖的方式一层一层的堆叠起来。
制作 IC 时，可以简单分成以上 4 种步骤。虽然实际制造时，制造的步骤会有差异，使用的材料也有所不同，但是大体上皆采用类似的原理。这个流程和油漆作画有些许不同，IC 制造是先涂料再加做遮盖，油漆作画则是先遮盖再作画。以下将介绍各流程。
金属溅镀：将欲使用的金属材料均匀洒在晶圆片上，形成一薄膜。
涂布光阻：先将光阻材料放在晶圆片上，透过光罩，将光束打在不要的部分上，破坏光阻材料结构。接着，再以化学药剂将被破坏的材料洗去。
蚀刻技术：将没有受光阻保护的硅晶圆，以离子束蚀刻。
光阻去除：使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉，如此便完成一次流程。
整个流程利用光刻机实现。昊量光电提供的DMD无掩膜光刻机SMART PRINT UV是一种基于DMD投影技术的无掩模光刻设备，可兼容多种电阻和基片。SMART PRINT UV可以生产任何微米分辨率的二维形状，而不需要硬掩模。基于改进后的标准投影技术，投影出具有微米分辨率的图像。
DMD无掩模光刻机
最后便会在一整片晶圆上完成很多 IC 芯片，接下来只要将完成的方形 IC 芯片剪下，便可送到封装厂做封装。
最后，对产生的芯片质量检测可利用该款产品进行操作。
脉宽可调纳秒激光器（芯片缺陷检测用）
您可以通过我们的官方网站了解更多的产品信息，或直接来电咨询4006-888-532。
展示全部 
