科普：芯片制造，層層打造的高科技工藝

　　在介紹過矽晶圓是什么東西后，同時，也知道制造 IC 晶片就像是用樂高積木蓋房子一樣，藉由一層又一層的堆疊，創(chuàng)造自己所期望的造型。然而，蓋房子有相當多的步驟，IC 制造也是一樣，制造 IC 究竟有哪些步驟?本文將將就 IC 晶片制造的流程做介紹。

　　層層堆疊的晶片架構

　　在開始前，我們要先認識 IC 晶片是什么。IC，全名積體電路(Integrated Circuit)，由它的命名可知它是將設計好的電路，以堆疊的方式組合起來。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，從圖中可以看出它的結構就像房子的梁和柱，一層一層堆疊，這也就是為何會將 IC 制造比擬成蓋房子。

　　▲ IC 晶片的 3D 剖面圖。(Source：Wikipedia)

　　從上圖中 IC 晶片的 3D 剖面圖來看，底部深藍色的部分就是上一篇介紹的晶圓，從這張圖可以更明確的知道，晶圓基板在晶片中扮演的角色是何等重要。至于紅色以及土黃色的部分，則是于 IC 制作時要完成的地方。

　　首先，在這里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，出入都由這里，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，在興建時會比較復雜，需要較多的步驟。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。

　　黃色的部分，則像是一般的樓層。和一樓相比，不會有太復雜的構造，而且每層樓在興建時也不會有太多變化。這一層的目的，是將紅色部分的邏輯閘相連在一起。之所以需要這么多層，是因為有太多線路要連結在一起，在單層無法容納所有的線路下，就要多疊幾層來達成這個目標了。在這之中，不同層的線路會上下相連以滿足接線的需求。

　　分層施工，逐層架構

　　知道 IC 的構造后，接下來要介紹該如何制作。試想一下，如果要以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，待油漆干后，再將遮板拿開。不斷的重復這個步驟后，便可完成整齊且復雜的圖形。制造 IC 就是以類似的方式，藉由遮蓋的方式一層一層的堆疊起來。

　　制作 IC 時，可以簡單分成以上 4 種步驟。雖然實際制造時，制造的步驟會有差異，使用的材料也有所不同，但是大體上皆采用類似的原理。這個流程和油漆作畫有些許不同，IC 制造是先涂料再加做遮蓋，油漆作畫則是先遮蓋再作畫。以下將介紹各流程。

　　金屬濺鍍：將欲使用的金屬材料均勻灑在晶圓片上，形成一薄膜。

　　制造光阻：先將光阻材料放在晶圓片上，透過光罩(光罩原理留待下次說明)，將電子束打在不要的部分上，破壞光阻材料結構。接著，再以化學藥劑將被破壞的材料洗去。

　　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，如此便完成一次流程。

　　最后便會在一整片晶圓上完成很多 IC 晶片，接下來只要將完成的方形 IC 晶片剪下，便可送到封裝廠做封裝，至于封裝廠是什么東西?就要待之后再做說明啰。

　　▲ 各種尺寸晶圓的比較。(Source：Wikipedia)

　　最后，附上一段 Intel 的簡易 IC 制造流程，看完這部影片應該會對 IC 制造的流程更有感覺喔。