芯片厂的职业
【PIE】(process integration engineer)——工艺整合工程师：，主要负责提升工艺技术，提升产品质量，整合诸多个部门资源等，简单来说就是起到一个桥梁的作用。PIE不仅是客户与晶圆代工厂的桥梁，还是研发与工艺工艺各部门之间的纽带。工艺整合工程师和工艺工程师相比较来说，可能对某个特定工艺理解不深，但对于上下游的衔接和整体的把握很深刻，在广度上更胜一筹。PIE要略微比PE和EE好一些，相对进FAB的机会要少一些。相比较而言，进FAB倒不是最主要的，以分析数据和写报告的工作为主。PIE可以比较少进FAB，PIE虽然也会比较忙，所以接触到辐射化学药品的机会要少很多。对于PIE来说，掌握生产线上所有制程才是最关键的，需要采用统计制程管理监控及提高良率。
职业前景：职业发展路线，是课经理，部门经理，副厂长，厂长。如果是跨部门发展，有一个扎实的PIE基础的话可往上游岗位去，如研发工程师，产品工程师，销售工程师，往设计公司里面也可以。如果自身也有一些设计的背景，可以做ic设计，或者是设计公司里面做运营或者产品。人闲事少工资高。
【PE】(process engineer)——芯片厂的工序工程师：PE主要作用就是保证工艺的稳定性，找到不稳定因素，提出解决方案，提升良率，同时还需要解决线上各种异常问题，制定SOP等制程文件，各种原件及材料的选型与验证等，属于整个制造过程的核心人物。PE将面对多个部门的压力，制造部工程师和工艺整合工程师是压迫PE最多的两伙人，而品质工程师也会让PE非常痛苦。时常窜出来捣乱的研发工程师常常会把PE搞得抓狂。
要值夜班，EE值班的时候，如果机台没问题就可以找个角落休息，但是机台没有问题不代表晶圆没有问题，实际上FAB中晶圆出的问题干奇百怪，罪夷所思，所以pe的值班手机从来就不会闲下来。PE同样面对FAB中的不良环境，所以要格外注意身体。干法基台的辐射，湿法化学，光刻胶等刺鼻气味都是对PE的巨大伤害。
职业前景：PE在所专注的工序上，比工艺整合工程师有更深刻的理解，以后转去整合工程师也会更得心应手一些，或者去做供应商服务商，如技术支持工程师或者往商务方向发展。积累了较多工作经验后也，可转行从事良率工程师、质量工程师的工作。作为一个pe短期的收入不高，但职业发展前景好，能成为这行业的技术能手，会成为被猎头追逐的抢手人才。
【EE】(equipment engineer)——设备工程师：通过故障处理，维护保养等保证所属设备的正常运转，满足生产需求，维护所属设备稳定性，做好工艺设备的选型安装调试，按时移交，满足产能需求。EE的职业发展方向，理工科的本科大专毕业生可以绰绰有余的胜任EE的工作。设备工程师做久也可转行做工艺工程师。如果想赚钱，转行做供应商的技术服务工程师。
由于是机台的直接使用者，供应商会常常来和EE搞好关系。如果公司许可可以有很多的饭局，当然酒量是必须要锻炼的。那么芯片厂的设备工程师有哪些方面的压力呢？EE工作压力来源于随时待命，晩上值班是必须的，24小时on call也是必须的。EE在工厂中待的时间要比工艺工程师长，维修设备相对简单。如果是机台出小问题就自己修，修不好打电话请供应商上门。EE有很多机会接触有毒的气体，辐射和化学药品也容易受到伤害，芯片厂里很多耸人听闻的传说中的主人公都是EE。记住一条芯片长铁律，任何不明身份的液体都可以默认为是氢氧酸，干万不要去胡乱摸。
【FE】(facilities engineer)——厂务工程师：是负责管理和维护工厂的基础设施和设备的专业人员，他们确保设备和系统的正常运行，以支持生产流程，并确保符合安全环境和法规要求，简单来说建筑物水电器废物处理、通风、空调、厂房布局、二次配、节能减排等。特别是在建厂初期，FE发挥了重要作用，但随着时间的推移，存在感会越来越低。
女生能做场务工程师吗？FE工作环境可能比较苛刻，需要在高温、高噪音、高灰尘等条件下工作，需要有较强的耐受力和体力。女生可以做FE，但是不推荐。侧重动手能力，大专即可，如挑剔一些的大芯片厂则要求本科以上，研究生以上学历的同学则不建议。
FE是芯片厂受害的高危人群，受到的危险包括一化学品危险，如腐蚀性强的酸碱剧毒气体，如果遇到气体泄漏报警FE要冲在最前面排除故障，二高温高压的危险，操作不当可能会对人身造成致命危险，不过只要严格遵守安全规定和操作规程就可以大幅度降低工作中的安全风险。如果在厂务运行正常的情况下FE只有一件事喝茶聊天等下班。
【TD】(Technology Develop)——研发工程师：负责先进工艺技术的研发。
【PMC】(Product Material Control)：负责材料设备的采购等。
薪资：2022年，猎聘网，芯片设计工程师月薪4.8W，应届月薪2.8W，薪资最高的；工艺工程师，普遍低于芯片设计工程师，平均年薪23W；半导体设备工程师，平均年薪19W；封装工程师月薪1.4W，封装产业人才饱和。
参考资料：
(1) 半导体FAB厂岗位介绍（史上最全）
(2) 半导体FAB厂岗位介绍—面包板
(3) FAB各种智能划分及工程师介绍
测试表征
SEM
扫描电子显微镜SEM是一种介于透射电子显微镜和光学显微镜之间的一种观察手段，其利用聚焦的很窄的高能电子束来扫描样品，通过光束与物质间的相互作用，来激发各种物理信息，对这些信息收集放大再成像，以达到对物质微观形貌表征的目的。新式的扫描电子显微镜的分辨率可以达到1 nm，放大倍数可以达到30万倍及以上连续可调。
SEM泛应用于观察各种固态物质的表面超微结构的形态和组成，主要是带领人类清晰认识微观世界，可用来观察纳米材料、进行材料断口的分析、直接观察大式样的原始表面、观察后式样、观察式样的各个区域的细节、进行从高倍到低倍的连续观察、进行动态观察。
优点：
- 仪器分辨率较高，通过二次电子像能够观察试样表面6 nm左右的细节
- 仪器放大倍数变化范围大，且能连续可调
- 观察样品的景深视场大，图像富有立体感
- 样品制备简单，只要将块状或粉末状的样品稍加处理或不处理，就可以直接放到扫描电镜中进行观察
- 可进行综合分析，装上WDX或EDX，使具有电子探针的功能
CP
当芯片被加工完成，即将出货前，怎么能保障芯片出厂品质呢？探针测试CP功不可没，探针台通过探卡上探针与芯片的电极接触，测试机台发送测试电信号，通过探针及与探针接触的电极，输入到晶圆上的芯片并获得测试数据。晶圆探针测试，主要用于晶圆制造环节的晶圆检测，芯片研发和故障分析等场景，并可对芯片的良品和不良品进行筛选。
TEM
TEM利用电子束穿透样品，并形成显微图像的高分辨的显微镜，可以观察物质的微观结构，晶体结构，缺陷和界面信息，还可以用来分析处理的成分和形态，探索新材料的特性，以及解决一些工程问题。
AFM
AFM原子力显微镜，利用原子间作用力研究表面上的原子尺度的形貌和性质的显微镜，在对力敏感的悬臂上安装顶端约为单个原子的针尖，针尖距样品几个原子距离时，所受力的作用会使悬臂弯曲，使针尖沿着样品表面扫描，并通过反馈系统，控制针尖和样品表面的距离，由探测悬臂的微小偏转，可绘制出表面的结构，或吸附在表面上的分子的构造。
AFM在芯片厂的作用：
- 表面形貌和表面粗糙度的测量，可以对样品的表面形态、纳米结构等方面进行研究，获得纳米颗粒，尺寸，孔径，材料表面粗糙度，材料表面缺陷等信息。
- 台阶高度和纳米片厚度的测量，在半导体加工过程中，通常需要测量高纵比结构像沟槽和台阶，以确定刻蚀的深度和宽度。这些在SEM下只有将样品沿截面切开才能则量，AFM可以对其进行无损的测量
.那我们如何选购AFM呢？购买者应该按照自己的需求，和供应商进行深入的技术沟通，重点关注以下几个方面：
- 厂家的综合水平
- 仪器的功能
- 软件系统，包括在线控制软件与图像处理软件。需要特别提醒的是，有些厂在前期交流时，出于商业目的，会谎称其仪器貝备了各项功能，因此审慎的做法是要求厂家提供其客户利用其仪器相关功能所公开发表的论文和结果，这样就可以规避厂家过分宣传的问题。
FIB
最重要的检测设备——FIB是任何一个芯片厂必备的检测仪器，FIB聚焦子束是能将离子源产生的离子束经过离子枪加速聚焦后作用于样品表面。FIB能够以几乎无应力的方式进行超精细加工，对材料几平没有特殊要求，因而最早在光掩膜的修补、ic电路的修改、故障诊断分析和样品制备等方面得到了大规模应用。
工艺步骤
光刻工艺
一般的光刻工艺要经历如下流程：
- 旋涂，使光刻胶均匀地分布在衬底表面；
- 软烘，使溶剂从光刻胶中挥发出来，从而提高光刻胶衬底上的附着性；
- 曝光，光刻胶中的感光剂会发生光化学反应，被照射区域化学成分发生变化；
- 显影，正光刻胶的感光区、负光刻胶的非感光区会溶解于显影液中，以形成图形；
- 后烘，可以除去光刻胶中剩余的溶剂，增强光刻胶对硅片表面的附着力
光刻机
光刻机使用的光线波长：随着集成电路由微米级向纳米级发展，商品化光刻机光源波长从436 nm (G-line)，经历402 nm (H-line)，365 nm (I-line)，和248 nm (KrF)，到入金193 nm (ArF)的过程。目前大部分芯片制造工艺，采用了248 nm和193 nm光刻技术，对于13.5 nm波长的极端远紫外光刻技术的研究也在提速前进。
供应商：荷兰ASML、日本尼康、日本佳能是集成电路用光刻机的三驾马车，占据全球约90%以上的市场份额。世界上任何先进芯片生产制程所需的光刻机，都绕不开这三家公司。2021年全世界IC前道光刻机出货约500台，其中ASML一家即309台，尼康29台，佳能140台，其他合计30台。
Stepper光刻机，采用分步曝光，即通过将芯片图案分成若干小块(shot)，每次只曝光其中的一块，然后移动芯片位置重复曝光，直到整个芯片完成曝光。
Scanner光刻机，采用连续式曝光，即通过连续的扫描光学镜头上的芯片图案，将其投射到光刻胶上，形成芯片元器件结构。
Stepper光刻机和Scanner光刻机各有优缺点，具体的选择需要根据不同的需求来决定。
光刻机透镜：总之光刻机透镜也是一项严重制约我国半导体发展的卡脖子技术
- 透镜的材料选择非常苛刻，例如合成石英透镜的透射率可以高达99.9%以上，表面粗粘度可能需要控制在0.01 nm以下，纯度要达到99.9999%以上，热膨胀系数小于 0.0000005 /摄氏度
- 透镜必须具有极高的光学质量，以确保能够精确的投影图像，透镜需要能够承受光刻过程中产生的高热，且在热变形极小的情况下保持稳定。
光刻机的选购：
- 首先分辨率是一个重要的指标，别看这个词听起来高大上，其实就是指能制造多小的特征尺寸，想要生产更小的芯片分辨率就得越高；
- 其次光刻机的曝光能力也非常重要，这个指标就像是光刻机的工作速度，他每分钟可以曝光多少片晶圆，这个对于志片厂的效率影响很大；
- 对齐精度也是光刻机的一项重要指标，这个指标就像是光刻机的眼力，指的是能够将掩膜和晶圆对准的多精确；
- 还有一个指标叫做可重复性，个具有高可重复性的光刻机，可以确保在大量生产时产生一致的质量；
- 最后我们还要考虑光刻机的成本和技术支持
光刻机的从林法则：有钱马上搬走，没钱亲眼目睹别人搬走。
EUV
极紫外光刻EUV(Extreme ultraviolet lithography)，以波长13.5 nm的极紫外光作为光源的光刻技术。EUV最显著的特点是波长短，使图案更加精确。ARF光刻工艺中使用激光器(193 nm)产生的光，但是用于产生传统DUV光的激光器的能量水平，不足以产生我们所需要的短波长。因此EUV使用CO2与熔融锡液滴碰撞，产生的等离子体发出的光，在聚光镜上聚焦以提供EUV光线。EUV与DUV在原理上差异极大。
电子束光刻
电子束光刻EBL(Electron-beam lithography)，大多数人没听过，听得多的都是深/极紫外光刻。EBL利用聚焦电子束对电子束光刻胶进行曝光，并通过显影获得图形的过程。EBL有着超高分辨率，极限分辨率小于10nm，可控制电子束按照设计的版图直写，且无需掩膜版，一般用于制作光刻掩模板和纳米级的科学研究及开发。电子束做不了大面积的啊，太多电子束一起又不好控制。
拓展：
(1) 微纳加工丨电子束光刻（EBL）技术介绍
掩膜版
光刻掩模板别称掩模板、光罩，一般使用石英表面覆盖带有图案的金属图形，实现对光线的遮挡或透过功能。正胶与负胶所用的掩膜板是完全相反的。负胶光刻把与掩膜版的图像相反的图形复制到晶圆上；正胶光刻把与掩膜版相同的图形复制到晶圆上。掩膜版分为亮场掩膜版与暗场掩膜版。亮场掩膜版有大面积透明的石英，而暗场掩膜版上大部分不透光线。
清洗：长时间的使用，光掩膜版上可能会附着灰尘、油污等杂质，这些杂质会影响光刻的稳定性，导致制造出的芯片质量下降或者无法使用。将掩膜版放置在清洗槽中，使用特殊的清洗剂进行清洗。需要注意的是，在清洗过程中，要避免使用过于强力的清洗剂和工具，以免对掩膜版造成损伤。清洗完毕后妥善放置以免再次受到污染。
光刻胶
光刻胶：利用光化学反应，经曝光、显影等光刻工艺，将所需要的微细图形，从掩膜版转移到待加工基片上，适用于微细加工技术的关键性电子化学品。优秀的光刻胶公司有美国的安智，日本的JSR，东京应化，信越化学，富士胶片等公司。我们大陆的光刻胶四大巨头，分别是苏州瑞宏，南大光电，上海新阳，北京科华。虽然国产光刻胶主要应用于低端领域，但一定会后来居上。
芯片光刻胶的价格通常受到多个因素的影响，包括供应商、规格、采购数量以及所在地区等，目前日本占据了全球九成左右的光刻胶市场份额。全球光刻胶专利分布前十的公司，约有七成来自日本；国内相关企业在近年来，也在集中力量攻克高端光刻胶的产业化，对于拉低整体光刻胶的价格起到了重要作用。般而言，进口芯片光刻胶的价格在 800 至1500美元每升，而国产芯片光刻胶不到其价格的1/5，利润有很大的提升空间。
光刻胶的好坏评价：
- 分辨率，越高意味着光刻胶成像的能力越好，可以制备出更小尺寸的器件；
- 灵敏度，越高需要的曝光能量越低，制备成本也会降低；
- 显影性能，是指光刻胶在显影过程中去祛除效果，好的显影性能可以减少残留物；
- 机械性能，是指光刻胶的硬度、强度和韧性等；
- 耐化学性，好的耐化学性可以在后续工艺步骤中保证光刻胶的稳定性和准确性；
- 成本，好的光刻胶不仅要有良好的性能，还要具有合理的价格，以确保整个制备过程中的经济效益。
正胶versus负胶：光刻胶由感光树脂，增感剂和溶剂三种主要成分组成对光敏感的混合液体。光刻胶按其形成的图像分类有正性和负性两大类，凡是在能量束(光束，电子束，离子束)等的照射下以交联反应为主的光刻胶称为负胶，在显影时未曝光的区域被除去；凡是在能量束的照射下，以降解反应为主的光刻胶称为正胶，在显影时曝光区域被除去。
在芯片光刻技术中，最早使用的光刻胶主要是负性光刻胶，这个时期的负性光刻胶显示出对硅片良好的粘附性，和对刻蚀良好的阻挡作用，由于显影时的变形和膨胀，负性光刻胶通常只有2微米的分辨率，只要线宽尺寸保持到这个尺寸左右，负性光刻胶便是可以接受的。随着超大规模集成电路和甚大规模集成电路的纳米线宽尺寸的出现，负胶被正胶所取代。
匀胶——光刻工艺的基本步骤之一，采用旋转涂胶的方法，涂上液态光刻胶材，旋转涂胶有四个步骤：
- 一当硅片旋转的缓慢时，光刻胶被滴在硅片上
- 二加速硅片的旋转达到较高的转速，使光刻胶布展到整个硅片表面
- 三用去多余的光刻胶，得到均匀的胶膜覆盖层
- 四以固定转速继续旋转已涂胶的硅片，直至光刻胶胶膜几平干燥
晶圆匀胶时如何控制光刻胶厚度：首先麦克阿瑟曾说过温度与粘度永恒的相互作用，温度越高，光刻胶粘度越低，光刻胶厚度也变得更薄；相反当温度越低，光刻胶粘度越高时，光刻胶厚度也会相应增加。其次鬼谷子说过在这个宇宙中，一切都与时间和空间有关，简而言之，旋转速度越快，离心力越大，光刻胶在晶圆上的停留时间越短，光刻胶厚度就越薄。总之軍记温度粘度和速度，回乡创业摊鸡蛋饼时也能将厚度精确控制在1微米左右。
匀胶机：
- 热板，主要是给晶圆加热，以除去光刻胶中的溶剂，让光刻胶更坚挺，不同种类的光刻胶设定的热板温度是不同的，一般在90~120℃之间；
- 冷板，主要任务是冷却过热的晶圆，让光刻胶迅速冷静下来，以便于下一工序的顺利进行，冷板表面温度与室温相同或略低。
超声波喷胶法——晶圆涂覆光刻胶的一种简单、经济且可重复的工艺。与传统的旋涂相比，超声波喷胶能以出色的均匀性涂覆高纵横比的沟槽。特别适合于不规则表面或特定区域的涂覆。但是喷涂法的胶层厚度相对较低，可能需要在特定的应用场景中与其他涂覆技术结合使用。喷胶法一般用在高压电子器件、柔性电子、薄膜太阳能电池、微机电系统等领域。
EBR
光刻洗边技术(Edge Bead Removal)，在匀胶过程中硅片边缘处会形成厚度不均匀的胶层，不仅拉低了晶圆的颜值，还可能导致光刻显影等过程中产生缺陷，影响芯片性能。因此在光刻过程中，需要对这些边缘胶层进行去除，喷嘴会向晶圆边缘喷酒溶剂，溶剂与边缘亲密接触使其溶解，达到洗边的目的。
显影
显影：显影是在正胶的曝光区和负胶的非曝光区的光刻胶，在显影液中的溶解。进行显影的方式有很多种，广泛使用的方法是喷洒方法，这种显影方式可以分为三个阶段：
- 硅片被至于旋转台上，并且在硅片表面上喷洒显影液；
- 硅片将在静止的状态下进行显影；
- 显影完成后，用去离子水冲洗后甩干即可
显影液TMAH：四甲基氢氧化铵，强碱性，在芯片厂常用作显影液和刻蚀液，对人体有很大的危害，人体接触会导致皮肤灼烧溃烂，还可能导致眼睛受损甚至失明。同时TMAH会释放出有毒气体，对呼吸系统造成危害，因此在芯片厂工作时，必须要戴好防护装备避免接触TMAH。
CMP
CMP- chemical-mechanical planarization：化学机械研磨，主要作用是对晶圆进行全局平坦化，不平整的晶圆表面形貌是极不理想的，其中最严重的是无法在硅片表面进行图案制作，层数增加时，硅片的表面起伏将更加显著。CMP综合了化学研磨和机械研磨的优势，可以实现纳米级到原子级的表面粗糙度。没有CMP，线宽250纳米以上的集成电路将无法生产。
优点：优点很多，这使得它成为集成电路时代最广泛使用的平坦化技术。CMP可以在芯片表面实现高度平坦化，去除不均匀的凹陷和凸起，使整个晶圆表面保持均匀的平坦度，CMP工艺具有高度可控性，可以根据芯片设计和制造要求进行精确调节，通过选择不同的抛光液磨料和参数设置，可以实现不同材料，不同厚度和不同结构的芯片的定制化加工。CMP工序对于芯片制造的成功和高质量产出起着至关重要的作用。
CMP原理可分为两步，一介于晶圆和抛光垫之间的抛光液与晶圆表面材料进行化学反应，在晶圆表面产生一层化学反应薄膜，二研磨液中的磨力和抛光垫通过相对运动，将这一层化学反应薄膜去除，使晶圆表面材料重新裸露出来，然后再进行化学反应再磨去。二者交替进行直到完成抛光。
CMP抛光速度的控制：
- 压力，施加在晶圆上的压力越大，抛光速度越快，是因为压力可以增加磨料与材料表面之间的接触力，促进材料的去除；
- 抛光头和抛光盘的相对速度，相对速度越大，抛光速率越快，较高的旋转速度可以增加磨料与材料表面之间的摩擦力；
- 受机台材料的影响，比如不同的抛光液、抛光垫、被抛光材料硬度等；
供应商：美国应用材料，日本荏原占据95%的全球市场份额，华清海科是国内唯一一家12英寸CMP设备商。CMP主要应用于硅片制造、集成电路制造、封装测试环节，其中集成电路环节是最重要的应用环节。在先进封装领域，TSV、FAN OUT技术、2.5D转接板、3D IC等方面，CMP必不可少。
在CMP过程中，需要使用一种特殊的液体研磨剂——CMP研磨液，其成分主要包括磨料、缓冲液、抛光剂和添加剂等。常见的抛光液种类有钨抛光液、介质抛光液、铜抛光液、铝抛光液、硅片抛光液、碳化硅抛光液等。但是CMP研磨液中包含的多种化学物质，对环境和健康都有一定的影响，在使用时一定要特别注意。
CMP抛光垫：是CMP拋光过程中的重要材料之一，它的性能直接影响着CMP的抛光效果。抛光垫是圆盘型的，最常见的是由多孔聚氨酯制成。聚氨酯具有良好的弹性和耐磨性，可以在不断的磨料作用下保持相对稳定的性能，同时聚氨酯的多孔结构可以在抛光过程中缓冲抛光液和磨料颗粒的压力，防止过度磨损。
CMP抛光垫主要作用：一是抛光液有效均匀分布至整个加工区域，且可提供新补充的抛光液进行一个抛光液循环。二从工件抛光表面除去抛光过程产生的残留物。三是传递材料去除所需的机械载荷。四维持抛光过程所需的机械和化学环境。
CMP抛光垫选择的考虑因素：
- 不同硅片材料的表面结构和物理性质不同，需要选择适合的CMP抛光垫
- 磨料颗粒的大小和形状对抛光效果有很大的影响，需要根据实际需求进行选择
- 不同的cmp抛光垫需要使用不同的抛光液，并且抛光液的使用方法也会影响抛光效果和CMP抛光垫的寿命
CMP抛光速度异常：会造成很多晶圆质量问题，一过高的去除速度可能导致表面粗䊁度增加，引入划痕等缺陷；相反过低的去除速度可能无法有效去除目标材料，导致表面污染或不均匀的抛光。二材料的去除速率直接影响到CMP的生产效率，去除速率过慢会导致生产周期过长。三，材料去除速率的快慢会影响耗材的消耗程度从而影响生产成本。在进行CMP工序时，要在满足产品性能要求的情况下，实现最高的材料去除速率。
CMP后清洗：重点是去除抛光工艺中带来的所有粘污物，这些粘污物包括磨料颗粒，被抛光材料带来的任何颗粒，以及从磨料中带来的化学粘污物。CMP后为什么晶圆表面会这么脏，这些颗粒要么由于CMP过程中所加的压力而机械性的嵌入硅片表面，要么由于静电力或原子力而被物理地牢牢地粘附在被抛光的硅片表面，因此需要我们用特殊的方法清洗CMP后的晶圆。
CMP后清洗手段：从最初的使用去离子水进行超声波清洗，发展到使用双面搅拌毛刷和去离子水对硅片进行物理清洗。毛刷转动并压在硅片表面，机械地去除颗粒，仅用去离子水进行清洗而言，毛刷很快就被颗粒沾污了，为了解决毛刷被污染的问题，CMP后清洗通常使用带有稀释的氨水毛刷，氨水向外流过毛刷杆从而连续不断地带走颗粒。
CMP后清洗效果的提升：在一些情况中，在CMP后清洗溶液中，加入过氧化氢这种碱性溶液用来控制ph值，使颗粒在硅片表面是静电排斥的，那么颗粒就很轻易的被去除。也可以在稀氢氟酸中的短时间清洗，来腐蚀掉几个埃表面材料，从而去掉金属颗粒粘污物，这一方法对清洗氧化硅表面是最有效的。
刻蚀
干法刻蚀使用等离子体进行薄膜刻蚀的技术，根据被刻蚀材料的不同选择合适的气体，就可以与材料进行化学反应，实现刻蚀去除的目的，还可以利用电场对等离子体进行加速，使其轰击被刻蚀物的表面，将被刻蚀物的原子击出，利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。因此干法刻蚀是晶圆表面物理和化学两种过程平衡的结果
3D NAND芯片制造工艺：为了满足对更多存储容量的需求，3D NAND构建了垂直存储单元串，让我们来看看一些关键步骤以及3D NAND是如何制造的。
- 首先沉积薄的交替材料层，例如每一层的氧化物和氮化物薄膜，必须高度均匀且极其光滑
- 沉积硬掩膜并开窗，然后对所有层进行高纵横比刻蚀
- 阶梯刻蚀，刻蚀物质被加速物质所轰击，从而使物质逐层剥离形成阶梯状的结构
- 沉积硬掩膜层并开窗进行狭缝刻蚀，然后将通道孔列彼此分开，在某些3D NAND方案中会创建存储单元阵列，去除氮化物层，然后用ALD工艺创建钨字线，最后在器件表面上形成多个层次的接触
美国的Lam公司，应用材料公司，日本的TEL公司，垄断了全球等离子刻蚀机台90%的市场，而我国的等离子刻蚀机台厂商也取得了骄人成绩，其中中微半导体在介质刻蚀领域，北方华创在硅刻蚀与金属刻蚀方面占有国内市场的一席之地。随着中微半导体、北方华创进入美国商务部实体名单，国内刻蚀机产品与国外主流产品的差距会越来越大。
纳米压印
纳米压印通过机械转移的手段，可达到2 nm的超高分辨率，有望取代传统光刻技术。纳米压印技术分为三个步骤：
- 模板的加工，在玻璃或其他衬底上加工出所需要的结构，采用电子束刻蚀，精度比光刻高，但是速度慢；
- 在待加工的材料表面涂上纳米压印胶，然后将模板压在其表面，采用加压的方式使图案转移到光刻胶上；
- 用紫外光把纳米压印胶固化，揭下模板即可。
ALD
ALD原子层沉积，或原子层外延，是芯片厂一种适合于研制最前沿性产品的化学气相薄膜沉积技术，可以将物质以单原子膜形式一层一层布在基底表面，新一层原子膜的化学反应是直接与之前一层相关联的，这种方式使每次反应只沉积一层原子。在镀膜过程中，两种或更多的化学气相前驱体依次在基底表面发生化学反应，从而产生固态的薄膜。
离子注入
离子注入是芯片制造中的一种重要的掺杂技术，离子注入是在真空低温下把杂质离子加速，获得很大动能的质离子直接进入半导体中，引起材料表面成分结构和性能发生变化，从而优化材料表面性能或获得某些新的优异性能。
减薄
封装制程中正面已布好电路的晶圆，在后续划片压焊后需要进行背面减薄加工，以降低封装贴装高度，减小芯片封装体积，改善芯片的热扩散效率、电气性能、机械性能及减小划片的加工量。背面磨削加工具有高效率、低成本的优点，目前已经取代传统的湿法刻蚀和离子刻蚀工艺,成为最主要的背面减薄技术。
晶圆减薄的具体步骤，是把所要加工的晶圆粘贴到减薄膜上，然后把减薄膜及上面芯片，利用真空吸附到多孔陶瓷成品台上，飞行金刚石砂轮工作面的内外圆轴中线调整到硅片的中心位置，硅片和砂轮绕各自的轴线回转进行切进磨削。磨片时需要在正面贴胶带保护电路区域，同时研磨背面，研磨之后去除胶带，测量厚度。
影响晶圆减薄质量的因素：硅片磨削加工中除了选择磨削方法，还要确定选择合理的工艺参数如正向压力、砂轮力度、砂轮结合剂、砂轮转速、硅片转速、磨削液粘度及流量等，确定合理的工艺路线。通常采用包括粗磨削、半精磨削、精磨削和缓退刀等分段磨削工艺，获得高加工效率、高表面平整度、低表面损伤的单晶硅片。
切割
晶圆切割，即划片，是将用于将含有很多芯片的晶圆切割成一个个晶片颗粒，以利后续制程或功能性测试。晶圆切割机主要适用于包括硅、石英、砷化镓、铌酸锂、蓝宝石和玻璃等材料。砂轮切割方法是较为常见的晶圆切割方法，这种方法以往占据了世界芯片切割市场的较大份额，特别是在非集成电路晶圆切割领域。新型切割方式有采用激光进行无切割式加工的。
砂轮切割原理：切割时，金刚石划片刀以每分钟3万~5万转的高转速切割晶圆，同时承载着晶圆的工作台，以一定的速度沿切割道方向直线运动，切割晶圆产生的碎屑被冷却水及刀片的溶解槽带走
晶圆划片时主要的工艺问题有哪些：崩片是划片常见缺陷，崩片分为正崩与背崩。如果圆片较厚，背崩一般不会影响正面有效电路区。如果圆片较薄，背崩就可能延伸到原片正面。
世界上主流的砂轮划片机供应商，日本DISCO公司(70%份额)和日本东京精密公司，是在谈到砂轮划片机时无法避开的两大龙头。国内的光力科技，沈阳和研，深圳华腾等在划片机领域均有不俗的表现。
重布线层
其他要点
CD
芯片上的物理尺寸特征，被称为特征尺寸，特别值得注意的是硅片上的最小特征尺寸，也称关键尺寸或CD。我们将CD作为定义制造复杂性水平的标准。半导体产业使用技术节点这一术语，就是指在芯片制造中使用的可应用CD。例如如果芯片上的最小尺寸是14 nm，那么这个尺寸就是CD。
闪存芯片工艺
以128层闪存芯片为例，从买回硅片到晶圆出货，大概需要上千个工艺步骤，但芯片制造的主要工艺种类只有8个，分别是氧化、光刻、离子注入、化学机械研磨、刻蚀、淀积、金属化、清洗。通过对上述8个工艺的不断重复重复再重复，有的甚至要进行上百次的循环，最后才能生产处合格的芯片。
芯片设计
芯片设计阶段会明确芯片的用途、规格和性能表现，可分为规格定义、系统设计、前端设计和后端设计四大过程。
- 规格定义，工程师会先做好芯片的需求分析，完成产品规格定义，以确定设计的整体方向；
- 系统设计，基于前期的规格定义，明确芯片架构、业务模块、供电等系统设计；
- 前端设计，设计人员根据系统设计确定的方案，开展具体的电路设计，使用专门的硬件描述语言，对具体的电路实现进行RTL级别的代码描述，代码生成后，通过仿真验证来反复检验代码设计的正确性。之后用逻辑综合工具，把RTL级的代码转成文集、网表，逻辑综合完成后，需要进行静态时序分析，针对特定电路，分析其是否违反设计者给定的时序限制。
- 后端设计，先是基于网表，对电路进行布局和绕线，再对布线的物理版图进行功能和时序上的各种验证，最终生成用于芯片生产的版图，投版给晶圆代工厂开始生产。
工厂相关
投资和建设
晶圆厂投资：主要跟制成节点和晶圆尺寸有关系，制程越先进，晶圆尺寸越大，建造成本越高。当前最先进的12英寸5nm 制程晶圆厂，初期投资在160亿美元以上，而制成相对落后的八英寸130nm晶圆厂，初期投资也在14亿美元以上。首先超净间的建设是一笔天价费用，机房的各种布局建设改造等，都是巨大开支，最先进的制程意味着最顶级的超净间是，施工难度更大，成本更高。其次芯片制造用的机台是一笔高昂的费用，光刻机、扩散、薄膜沉积、刻蚀、离子注入、CMP、金属化，测试所用机台均在干万美元以上。最后是人力成本，科学家，工程师，动辄几万人晶圆厂。
12寸芯片厂的建设：
- 先设计好芯片厂房的整体结构，再开始打地基，为了防止厂房微震对机台的影响，需要构建数量巨多的方形柱子；
- 厂房机体建好后，移入厂务设施，进行厂务动力系统的搭建，安装管道、风管、桥架、龙骨，安装完毕后可以安装顶板门窗灯具过滤箱，地面安装高架地板；
- 机台设备到场后，二次配，将工艺设备同各种主管道连接起来。
天顶运输车：村田，要么是大福，都是日本的。12寸晶圆及之前的生产，人工搬运并不会对生产效率和产品良率产生足够明显的影响，但是12寸晶圆的所受应力形变导致的不良率，相关联设备空转等因素深刻影响了生产线的运转，而且密封性更高的晶圆盒总重量超过10kg，人工长距离搬运开始变得不实际，通过天车传递物料，有助于提高工艺的可靠性，因为它可以替代容易出错的人工处理和运输活动。在12寸晶圆厂中，因此可以说，天车是12寸晶圆厂不可或缺的重要组件。
洁净无尘车间的施工：一般要经过如下流程
- 主体结构和维护结构的施工，在施工完成后开始安装外门窗，外门窗安装完毕后开始屋面防水处理；
- 安装所有管道之吊架，风管之吊架，电气桥架吊杆，吊顶吊杆，然后安装管道、风管、桥架；
- 测量并划线，完成此步骤后可以安装大型龙骨，龙骨安装完毕后安装顶板，墙板门窗，灯具过滤箱；
- 地面刷环氧地平漆，干燥后撕膜清理，接缝密封胶合；
- 空调系统进行吹风，吹气试验后应安装高效过滤器；
- 洁净室调试和测试，之后即可开始竣工验收。
废气处理：芯片厂废气一般用吸附法，燃烧法处理。等离子水清洗设备主要去除干法刻蚀、镀膜、扩散中使用的温室气体和有毒有害气体。对于含有酸性、碱性物质的废气，芯片厂大都采用大型卧式洗地塔进行废气处理。沸石转轮吸附浓缩装置，主要用于大风量低浓度有机废气的处理。而TO直燃炉将未被吸附的有机废气燃烧为二氧化碳和水，经济清洁又卫生。
噪音：芯片超净间的噪音主要来自两种设备，一个是公共电力设备，如空气压缩机、水泵、冷却塔、电气设备等。另一个是超净间的生产设备，包括空调系统的风扇和风道产生的噪音。如果噪声控制不当，很容易造成车间员工及生产环境的恶化。如何测试噪声的大小呢？当房间面积不大于50平方米时，仅测定房间中心距离地面1米的一个点；当房间的面积较大时，每增加 50 平方米，增加一个测试点。超静间空态情况下，非单向流超净间的噪声不应大于60 dB，单向流和混合流洁净室的噪声不应大于65 dB。当人长期生活在60 dB的环境中，会因为噪音的刺激导致大脑皮层的兴奋和抑制过程平衡失调，长期以往会引起噪声性耳聋。
超净间
净化间：我们通常呼吸的空气，是不能用于半导体制造的，因为包含了太多的漂浮沾污，这些微小的浮质在空气中漂浮，并停留很长时间，淀积在硅片表面引起沾污，并带来致命缺陷。因此芯片生产要在净化间中进行。净化级别标定了净化间的空气质量级别，它是由净化室空气中的颗粒尺寸和密度表征的，如果净化间级别仅用颗粒数来说明，例如一级净化间则只接受一个0.5μm的颗粒。这意味着每立方英尺空气中，尺寸等于或大于0.5μm的颗粒，最多允许1个。如果是百级净化间，则每立方英尺空气中，尺寸大于或等于0.5μm的颗粒，最多允许100个，以此类推。近来一些先进的芯片制造厂已开始使用0.1级净化间。
超净服(无尘服)，人是颗粒的产生者，人员持续不断地进出净化间，是净化间沾污的最大来源，颗粒来源于头发和头发用品、衣物纤维屑、皮屑等，一个人平均每分钟释放1000万个尺寸大于等于0.3μm的颗粒。现代超净服是高技术膜纺织品或密织的聚酯织物。先进的材料对于0.1μm及更大尺寸的颗粒能有5个9的过滤效率，要求人员在最后着装和进入工厂前进行淋浴，并使用洗液以组织皮屑脱落。防护帽放置员工唾液中的颗粒沾污物制造区域。因此超净服在芯片生产中至关重要。
芯片厂各洁净室之间必须要有压差：过小的压差会造成极其严重的交叉污染，不同等级的洁净室以及洁净区与非洁净区之间的压差不小于五帕斯卡，洁净区与室外的压差不小于十帕斯卡。洁净级别高的一般压力比洁净级别低的压力高，这样气体就会从高级别的往低级别区域流动，从而避免低洁净级别的空气污染到更高洁净要求的区间。
真空和气体等
气体：半导体制造过程中，在全部大约450道工艺步骤中，大概使用了50种不同种类的气体。由于不断有新的材料，包括铜金属化互联技术和新的扩散势垒阻挡层被引入到半导体制造过程中，所以气体的种类和数量是不断发生变化的。气体通常被分成两类，通用气体和特种气体。在硅片厂，气体是通过气体配送系统以安全清洁和精确的方式，输送到不同工艺站点的。通用气体要7个9以上的纯度，特种气体要4个9以上的纯度。气体中的杂质微粒要控制在0.1 微米之内，其他需要控制的沾污式氧、水分和痕量杂质例如微量金属等。气体纯度不达标会造成芯片生产中严重的质量问题。
通用气体，常分为惰性、还原性和氧化性三种类型。惰性气体有氮气、氦气和氩气；还原性气体有氢气；氧化性气体有氧气。它被存储在芯片制造厂外面的大型存储罐中或者大型管式槽车内。这些气体通过批量气体配送系统，输送到净化室里面。
特种气体的毒性：芯片厂的特种气体一般均有剧毒，极少的吸入量即可致命。特种气体分成氢化物、氟化物或者酸性气体。例如HCl、Cl2、HF等具有强烈的腐蚀性，会造成肺穿孔。硅烷SinH2n+2与空气混合时具有爆炸性，AsH3、PH3气体毒性，可以与臭名昭著的百日咳毒素相提并论。因此芯片厂一定要做好气体泄漏预警工作。
水质：清洗工艺，几百个步骤，需要超纯水，电阻率为18.248兆殴每厘米在水温25度时，理论上可以算作超纯水，几乎不导电，几乎不含金属离子，纯度99.0999999999%。超纯水的溶解氧小万于.001克每升。集成电路的集成度越高，线宽越窄，需要的水质越纯。
温湿度：芯片厂对温湿度的控制极其严格，一般超净间内宜保持在23±1°C范围内，湿度宜保持在45%±3 RH范围内，如果超出范围会发生什么严重后果呢？一是车间的湿度如果过高会使人觉得气闷，过低会是呼吸道不适。二是当湿度小于32% RH时，会产生大量静电，造成芯片报废。三是容易造成金属腐蚀，加速设备老化。四是光刻胶对于温度与湿度极为敏感，巨大的温湿度变化使光刻工艺无法正常进行。五硅片的粘附性受到车间的湿度影响，在硅片表面形成的连接键，增加了胶粒与硅片的粘附性，当湿度控制在70% RH时，这种效果尤为明显。因此温湿度传感器常用于生产车间的温湿度控制，对于环境要求苛刻的芯片制造极为必要。
真空：芯片生产中有些工序如镀膜、刻蚀等，必须要在超高真空中进行。所谓超高真空，就是气体分子密度只有大气中的几千亿分之一至几百万亿分之一，这样做一方面是为了防止空气中颗粒污染物粘附在晶圆的表面，对工艺生产造成严重影响，另一方面，真空状态下反应物分子不受空气阻力，动能更大，运动的距离更远，更容易产生等离子体。
危险的酸
HF：F是已知的最活泼的元素之一，HF可以穿透皮肤，与皮肤深层组织中的水和脂肪结合生成氢氟键，使它们变成粘稠的氟化钙，对组织造成严重破坏，并与其他带正电的离子结合，导致神经系统释放K+，让人疼痛。用HF去除晶圆上的氧化硅或者刻蚀玻璃，不能用玻璃器皿保存。
硫酸，盐酸，氢氟酸，芯片厂必备的化学品。真爱生命，远离强酸。
H2SO4：芯片厂必不可少湿法清洗化学品，硫酸是一种最活泼的二元无机强酸，芯片厂常见的SPM溶液就是把浓硫酸与双氧水以某种比例混合，用来清洗晶圆掩膜板上的有机污染物或去除光刻胶。高浓度的硫酸有强烈吸水性，可碳化纸张、白糖、棉麻织物及生物皮肉等含碳水化合物等物质，一定要做好防护措施按照规范进行相关操作。
微震
微震：芯片厂主流工艺制程已达到28nm，前沿工艺制程已达到7nm，任何一家晶圆厂都需要对微震加以控制。微震对于工艺制成的危害特别明显，尤其在曝光对准等工艺上微弱的震动均会导致良率的下降，给芯片厂带来不可估量的损失，因此一般的集成电路工艺均要求工艺机台达到VCC，局部达到VCD的抗威震要求。超净间的微震过大会造成光刻机等设备无法估量的后果，而微震通常是业主比较容易忽略的地方，一般的光刻机微震等级在VCC甚至是VCD，微震可能导致光刻机在曝光过程中出现震动，这会影响嚗光的均匀性和一致性，进而降低曝光质量导致图案的分辨率下降，边缘模糊等问题。微震也可导致光刻机的稳定性下降，需要更长的调试和校准时间，从而降低了生产效率。如果不从打地基的时候就开始考虑微震问题，仅仅使用防震设备和隔振台只能是杯水车薪。
芯片厂的微震分为水平方向的微震和垂直方向的微震。水平方向的微震主要会导致FIB、SEM、匀胶机、曝光机等影像的模楜加工的误差。垂直方向的微震则会导致机台两们精度的降低。那么芯片厂的微枕是从哪里来的呢？可分为场外振动来源与场内振动来源，场外震动来源包括汽车水流等产生的振动，场内振动来源包括设备管道，风道，支吊架等产生的震动。
应对措施：
- 对厂务与工艺设备均做避震与隔震处理
- 软件模拟风管、水管等流体管路钢结构等，确保整体的安全性与稳定性，在施工时分别单独对其进行减震处理，因此企业在进行芯片超净间设计时，应按合理的顺序及方案来进行抗微震设计。
AMC
【AMC】(Airborne Molecular Contaminants)——悬浮分子污染物： 目前55至14 nm的制程已成为主流，相应的产品对半导体产品生产环境的要求也越来越高，洁净室环境中的悬浮气态分子污染物AMC在生产过程中对良率会产生影响。AMC包括了洁净室空气中出现的一系列污染物，具有以气体、蒸汽及空气浮尘状态出现。AMC化学特性可以为有机的或者无机，包括酸、碱、聚合物添加剂、有机金属化合物、凝缩剂等特征。
AMC是危害生产工艺并导致成品率降低的分子态化学物质，分子污染物大小比颗粒污染物小得多，相差几个数量级。高效过滤器(HEPA)或者超高效过滤器（ULPA）无法去除AMC。AMC会在半导体制造的栅底，氧化、薄膜、多晶硅和硅化物形成、接触成型、光刻等多个关键工艺上造成各种危害，影响产品质量，使半导体制造面临越来越严峻的问题，也是生产环境控制中亟待解决的问题。
AMC污染源，半导体制造的洁净厂房内，AMC可能源于外气、操作人员、制程产生、洁净室用材释气和设备泄露。源于外气的AMC主要成分包括硫氧化物、氮氧化物、硫化氢、氨气、挥发性有机物、臭氧等；源于操作人员的主要是氨气。
外气AMC的分类，AMC分为酸性分子(MA)，碱性分子(MB)，可凝性分子(MC)，掺杂性分子(MD)，难溶性有机物(MR)，挥发性有机化合物等。MA包括盐酸、醋酸等各种酸分子，MB包括各种胺类分子，MC包括三甲苯等大分子，MD包括硼酸等，挥发性有机化合物包括IPA、苯、二甲苯等有机类分子。
未开工前AMC控制：AMC控制需要在建厂设计时进行规划，选址规划的位置对后续AMC的控制管理有着巨大影响。外部的AMC来源有工业排放，例如有机物、酸、车辆排放的废气、农业污染，例如氨水、硫化氢以及其他类型的污染。室外空气中，AMC多少与厂房所在地的空气质量有关，且地方差异性较大，通常越是工厂集中的工业区，来自室外的AMC就越严重。选址需要考虑项目所在地四周的环境，尽可能选择空气质量好，周边无重大污染源排放的空旷园区。
建设过程中AMC控制：厂房主体结构及洁净室建设过程中所产生的AMC是重要来源，应该是工程承包方重点关注的关键。厂房建筑材料化学物质的挥发对AMC控制也会有极大影响，需要在工程建设阶段的工程承包商重点关注，因此需要对厂房建筑材料的玷污进行分析，选择使用经权威机构认定的材料成为建设施工中的关键节点。