文档介绍：IC芯片的设计生产流程
大家都是电子行业的人，对芯片，对各种封装都了解不少，但是你 知道—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。
复杂繁琐的芯片设计流程
修改
是会提到以尺寸标示的晶圆厂，如8寸或是 12寸晶圆厂，然而，所谓的晶圆到底是什么东西？其中8寸指的 是什么部分？要产出大尺寸的晶圆制造又有什么难度呢？以下将逐 步介绍半导体最重要的基础——「晶圆」到底是什么。
晶圆（wafer）,是制造各式电脑芯片的基础。我们可以将芯片制造 比拟成用乐高积木盖房子，藉由一层又一层的堆叠，完成自己期望的 造型（也就是各式芯片\然而，如果没有良好的地基，盖出来的房 子就会歪来歪去，不合自己所意，为了做出完美的房子，便需要一个 平稳的基板。对芯片制造来说，这个基板就是接下来将描述的晶圆。
首先，先回想一下小时候在玩乐高积木时，积木的表面都会有一个 一个小小圆型的凸出物，藉由这个构造，我们可将两块积木稳固的叠 在一起，且不需使用胶水。芯片制造，也是以类似这样的方式，将后 续添加的原子和基板固定在一起。因此，我们需要寻找表面整齐的基 板，以满足后续制造所需的条件。
在固体材料中，有一种特殊的晶体结构一单晶（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。因此，采用单晶做成晶圆，便可以满足以上的需求。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。
如何制造单晶的晶圆
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。大部份的 金属提炼，像是铁或铜等金属，皆是采用这样的方式获得足够纯度的 金属。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。
Melting of polysilicon, doping
Introduction of the seed crystal
Beginning of the crystal growth
Crystal Formed crystal pulling with a residue of melted silicon
▲硅柱制造流程(Source : Wikipedia )
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。
▲单晶硅柱(Souse : Wikipedia )
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， 长得像铅笔笔梓的部分，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？
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？接下来将就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
房子的糅和柱，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。(Source : Wikipedia