图解芯片制作工艺流程
图解芯片制作工艺流程图
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放置晶圆的黑盒子
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单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这 里展示的是Core i7的核心。
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封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
的硅，学名电
子级硅(EGS)，
平均每一百万
个硅原子中最
多只有一个杂
质原子。此图
展示了是如何
通过硅净化熔
炼得到大晶体
的，最后得到
的就是硅锭
(Ingot)。
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单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重 约100千克，硅纯度99.9999％。
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处 理 晶 圆 的 机 器
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硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
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铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。
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金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
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光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
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离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
图解芯片制作工艺流程图ppt课件
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• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆
上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小
到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当
于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小，
一个针头上就能放下大约3000万个。
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• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
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•芯 片 加 工 无 尘 车 间
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• 光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶 圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。
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• 光刻：光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变得 可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。 掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上， 就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到的电 路图案是掩模上图案的四分之一。
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INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
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• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
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• 硅熔炼：12 英寸/300毫米 晶圆级，下同。 通过多步净化 得到可用于半 导体制造质量 的硅，学名电 子级硅(EGS)， 平均每一百万 个硅原子中最 多只有一个杂 质原子。此图 展示了是如何 通过硅净化熔 炼得到大晶体 的，最后得到 的就是硅锭 (Ingot)。
芯片工艺流程标准图
芯片工艺流程标准图芯片工艺流程标准图是指根据芯片生产的工艺要求，将整个制造过程分解为多个步骤，并将其按照特定的顺序排列在一张图中。
以下是一个常见的芯片工艺流程标准图的示例，包含了主要的工艺步骤和顺序。
1. 设计阶段：- 设计及验证芯片的功能、电路结构和布局。
- 通过电子设计自动化（EDA）工具完成电路布图设计和验证。
- 生成对应的掩膜图形，并验证其准确性。
2. 晶圆制备：- 购买或制造晶圆（通常为硅基材料）。
- 清洗晶圆以去除表面污染物。
- 进行化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）来形成用于制造芯片的薄膜层。
- 使用光刻技术将掩膜图形转移到薄膜层上。
3. 掺杂：- 使用离子注入或扩散将特定元素（如硼、磷或氮）掺入芯片的特定区域，以改变其电学特性。
- 进行退火处理来激活掺杂的材料。
4. 晶圆制作：- 制造晶体管的导电通道。
- 使用光刻技术将掩膜图形转移到芯片表面。
- 使用刻蚀工艺来去除暴露的材料，以形成导电通道及其他结构。
5. 金属化：- 使用物理气相沉积或化学气相沉积来形成金属薄膜层，以连接导电通道和其他电路元件。
- 使用光刻和刻蚀来定义金属薄膜层的形状和位置。
6. 封装：- 将芯片放置在封装基板上，并使用导热胶或焊接将其固定在上面。
- 使用线束将芯片的电连接引出到封装基板的外部。
7. 测试：- 对封装好的芯片进行功能和性能测试。
- 检查芯片是否符合规格要求。
8. 成品：- 经过测试合格的芯片将被封装在塑料封装或其他封装材料中。
- 打标和包装芯片以便运输和销售。
这是一个简化的芯片工艺流程标准图，实际的芯片工艺流程通常更加复杂，并包含更多的工艺步骤和细节。
芯片工艺流程标准图的制定有助于确保工艺步骤的顺序和准确性，并提高芯片的制造质量和可靠性。
图解芯片制造工艺流程(全图片注解,清晰明了)
图解芯片制造工艺流程（全图片注解，清晰明了）该资料简洁明了，配图生动，非常适合普通工程师、入门级工程师或行业菜鸟，帮助你了解芯片制造的基本工艺流程。
首先，在制造芯片之前，晶圆厂得先有硅晶圆材料。
从硅晶棒上切割出超薄的硅晶圆，然后就可以进行芯片制造的流程了。
1、湿洗 (用各种试剂保持硅晶圆表面没有杂质)2、光刻 (用紫外线透过蒙版照射硅晶圆, 被照到的地方就会容易被洗掉, 没被照到的地方就保持原样. 于是就可以在硅晶圆上面刻出想要的图案. 注意, 此时还没有加入杂质, 依然是一个硅晶圆. )3、离子注入 (在硅晶圆不同的位置加入不同的杂质, 不同杂质根据浓度/位置的不同就组成了场效应管.) 4.1、干蚀刻(之前用光刻出来的形状有许多其实不是我们需要的，而是为了离子注入而蚀刻的。
现在就要用等离子体把他们洗掉，或者是一些第一步光刻先不需要刻出来的结构，这一步进行蚀刻).4.2、湿蚀刻 (进一步洗掉，但是用的是试剂，所以叫湿蚀刻)——以上步骤完成后, 场效应管就已经被做出来啦，但是以上步骤一般都不止做一次, 很可能需要反反复复的做，以达到要求。
5、等离子冲洗 (用较弱的等离子束轰击整个芯片) 6、热处理，其中又分为： 6.1 快速热退火 (就是瞬间把整个片子通过大功率灯啥的照到1200摄氏度以上, 然后慢慢地冷却下来, 为了使得注入的离子能更好的被启动以及热氧化)6.2 退火 6.3 热氧化 (制造出二氧化硅, 也即场效应管的栅极(gate) ) 7、化学气相淀积(CVD)，进一步精细处理表面的各种物质 8、物理气相淀积 (PVD)，类似，而且可以给敏感部件加coating 9、分子束外延 (MBE) 如果需要长单晶的话就需要。
10、电镀处理 11、化学/机械表面处理 12、晶圆测试13、晶圆打磨就可以出厂封装了。
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芯片制造流程ppt课件
芯片制作过程– 电路连接
The portions of a chip that conduct electricity form the chip’s interconnections. A conducting metal (usually a form of aluminum) is deposited on the entire wafer surface. Unwanted metal removed during lithography and etching leaves microscopically thin lines of metal interconnects. All the millions of individual conductive pathways must be connected in order for the chip to function. This includes vertical interconnections between the layers as well as horizontal Interconnections across each layer of the chip.
SMIC
0.13u
Cu
BEOL
Flow
1M L D D FL O W
C V D S IN D E P FSG D EP S IO N D E P V IA P H O T O V IA D R Y E T C H V IA C L E A N B A R C C O A T IN G PLUG ETCH BACK M TO X PH O TO M T DRY ETCH M T CLEAN STO P LA Y ER R EM O V E P O S T -S L R C L E A N T a N /T a & C u S E E D C U P L A T IN G M 2CU CM P
半导体制造工艺流程_图文
SiO2 P+
AL
N+ N-epi
P-SUB
Al P+
主要制程介绍
矽晶圓材料（Wafer）
圓晶是制作矽半導體IC所用之矽晶片，狀似圓 形，故稱晶圓。材料是「矽」， IC（ Integrated Circuit）厂用的矽晶片即為 矽晶體，因為整片的矽晶片是單一完整的晶體 ，故又稱為單晶體。但在整體固態晶體內，眾 多小晶體的方向不相，則為复晶體（或多晶體 ）。生成單晶體或多晶體与晶體生長時的溫度 ，速率与雜質都有關系。
外延层电阻
SiO2
R
N+
R
P+
P
P+
N-epi
P-SUB
集成电路中电阻5
MOS中多晶硅电阻
多晶硅
SiO2氧化层Si源自其它：MOS管电阻集成电路中电容1
SiO2 P+
A-
N+E P+-I
N+-BL P-SUB
B+
A-
B+
N P+ Cjs
发射区扩散层—隔离层—隐埋层扩散层PN电容
集成电路中电容2
N+
後段backend构装packaging测试制程initialtestandfinaltest一晶圆处理制程晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件如电晶体电容体逻辑闸等为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程以微处理器microprocessor为例其所需处理步骤可达数百道而其所需加工机台先进且昂贵动辄数千万一台其所需制造环境为为一温度湿度与含尘particle均需控制的无尘室cleanroom虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关
芯片制造过程 ppt课件
晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一个 处理器的内核(Die)。
丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准 备进入下一步。
第八阶段合影
单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。
这种在世界上最干净的房间里制造出来的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来 的，这里只是展示了其中的一些关键步骤。
以鉴别出每一颗处理器的关键特性，比如最高频率、 功耗、发热量等，并决定处理器的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还是低端型号Core i7-920。
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一起，就形成了我 们看到的处理器的样子。衬底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机械 界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就是负责内核散热的了。
处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗Core i7)。
蚀刻：使用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，而剩下的光刻胶保护着不应该 蚀刻的部分。
清除光刻胶：蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好 的电路图案。
第四阶段合影
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶 还是用来保护不会离子注入的那部分材料。
装箱：根据等级测试结果将同样级别的处理器放在一起装运。
离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加速的、要掺杂的原子的离子 照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅 的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30万千米每小时。
芯片制造流程详解，具体到每一个步骤
芯⽚制造流程详解，具体到每⼀个步骤这篇要讨论的重点则是半导体产业从上游到下游到底在做些什么。
先来看⼀下关联图：图⽚来源：⾃制我们先从⼤⽅向了解，之后再局部解说。
半导体产业最上游是IC设计公司与硅晶圆制造公司，IC设公司计依客户的需求设计出电路图，硅晶圆制造公司则以多晶硅为原料制造出硅晶圆。
中游的IC制造公司主要的任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的晶圆上。
完成后的晶圆再送往下游的IC封测⼚实施封装与测试，即⼤功告成啰！局部解说开始！(1)硅晶圆制造半导体产业的最上游是硅晶圆制造。
事实上，上游的硅晶圆产业⼜是由三个⼦产业形成的，依序为硅的初步纯化→多晶硅的制造→硅晶圆制造。
硅的初步纯化：将⽯英砂(SiO2)转化成冶⾦级硅(硅纯度98%以上)。
⽯英砂。
资料来源：农村信息⽹多晶硅的制造：将冶⾦级硅制成多晶硅。
这⾥的多晶硅可分成两种：⾼纯度(99.999999999%，11N)与低纯度(99.99999%，7N)两种。
⾼纯度是⽤来制做IC等精密电路IC，俗称半导体等级多晶硅；低纯度则是⽤来制做太阳能电池的，俗称太阳能等级多晶硅。
多晶硅。
资料来源：太阳能单多晶硅材料硅晶圆制造：将多晶硅制成硅晶圆。
硅晶圆⼜可分成单晶硅晶圆与多晶硅晶圆两种。
⼀般来说，IC制造⽤的硅晶圆都是单晶硅晶圆，⽽太阳能电池制造⽤的硅晶圆则是单晶硅晶圆与多晶硅晶圆皆有。
⼀般来说，单晶硅的效率会较多晶硅⾼，当然成本也较⾼。
硅晶圆。
资料来源：台湾研准股份有限公司(2)IC设计前⾯提到硅晶圆制造，投⼊的是⽯英砂，产出的是硅晶圆。
IC设计的投⼊则是「好⼈」们超强的脑⼒(和肝)，产出则是电路图，最后制成光罩送往IC制造公司，就功德圆满了！不过，要让理⼯科以外的⼈了解IC设计并不是件容易的事(就像要让念理⼯的⼈了解复杂的衍⽣性⾦融商品⼀样)，作者必需要经过多次外出取材才有办法办到。
这⾥先⼤概是⼀下观念，请⼤家发挥⼀下你们强⼤的想像⼒！简单来讲，IC设计可分成⼏个步骤，依序为：规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。
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• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
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• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
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• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极) 。
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• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
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• 光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
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• 离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
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• 处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗 Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来 的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的， 这里只是展示了其中的一些关键步骤。
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• 等级测试：最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关 键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器 的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还 是低端型号Core i7-920。
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• 放置晶圆的黑盒子
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• 单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来 的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。பைடு நூலகம்
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• 封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
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单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重 约100千克，硅纯度99.9999％。
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处 理 晶 圆 的 机 器
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• 硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
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• 晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当 镜子。事实上，Intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企 业那里直接购买成品，然后利用自己的生产线进一步加工，比如现在 主流的45nm HKMG(高K金属栅极)。值得一提的是，Intel公司创立之 初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50毫米。
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• 铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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• 抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶 圆表面。
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• 金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
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• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
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• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
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• 丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发 现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准 备进入下一步。
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• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小 到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当 于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小， 一个针头上就能放下大约3000万个。
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• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
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INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
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• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
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• 硅熔炼：12 英寸/300毫米 晶圆级，下同。 通过多步净化 得到可用于半 导体制造质量 的硅，学名电 子级硅(EGS)， 平均每一百万 个硅原子中最 多只有一个杂 质原子。此图 展示了是如何 通过硅净化熔 炼得到大晶体 的，最后得到 的就是硅锭 (Ingot)。
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• 芯 片 加 工 无 尘 车 间
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• 光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶 圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。
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• 光刻：光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变 得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变 化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层 上，就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到 的电路图案是掩模上图案的四分之一。