芯片制造流程
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芯片制作的7个流程芯片制作是一项复杂而精细的过程,通常包括以下七个主要流程:设计、掩膜制作、晶圆制作、晶圆加工、探针测试、封装测试和封装。
1.设计芯片设计是芯片制作的第一步。
设计师利用计算机辅助设计(CAD)软件来绘制芯片的电路图,包括电子器件构造、连接方式和工作原理等。
设计师还需要考虑功耗、性能要求和芯片尺寸等因素,以确保设计的芯片能够满足特定的应用需求。
2.掩膜制作掩膜制作是将芯片设计转化为实际制造的重要步骤。
在这一步骤中,设计师将芯片设计转换为掩膜图案,并使用光刻技术将掩膜图案复制到光刻胶上。
然后,通过光刻和腐蚀等过程,在硅片上创建出掩膜所需要的结构和电路。
3.晶圆制作晶圆制作是在硅片上形成芯片的过程。
这个过程通常包括选择适当的硅片和清洁表面,以及在晶片上应用氧化层等。
晶圆制作还涉及将掩膜图案沉积到晶圆上,生成所需的导电或绝缘材料。
4.晶圆加工晶圆加工是通过使用化学腐蚀、离子注入、物理气相沉积和化学气相沉积等技术,将晶圆上的材料进行加工的过程。
在晶圆加工过程中,可以通过控制加工参数和选择不同的材料,来实现芯片中所需的电路和结构。
5.探针测试探针测试是在晶圆上进行电气测试的过程。
在这个过程中,使用探针接触芯片表面上的电路,并将电压或电流应用到芯片上,以测试其电气性能和功能。
探针测试可以帮助检测芯片制造过程中可能出现的错误和缺陷,并进行必要的修复和调整。
6.封装测试封装测试是将芯片封装为最终产品后进行的一系列测试。
在封装测试中,芯片被安装在封装中,并连接到测试设备进行电气测试。
封装测试可以确保芯片在实际使用中能够正常工作,并符合性能和可靠性要求。
7.封装封装是将芯片封装到外部保护层中,以确保其在使用和环境中的可靠性和耐久性。
在封装过程中,芯片被放置在封装底座上,并用封装材料进行覆盖和固定。
封装材料可以提供保护、散热和连接芯片与其他电路的功能。
芯片制作是一个复杂而精细的过程,需要高度的技术和精确的控制。
芯片制造的整体工艺流程
芯片制造的整体工艺流程主要包括以下步骤:
1. 设计阶段:芯片设计师根据需求和规格设计芯片的电路和功能。
2. 掩膜工艺:将芯片设计图通过光刻技术转移到掩膜上,然后将掩膜置于硅晶圆上进行光刻。
3. 清洗和腐蚀:使用化学溶液对硅晶圆进行清洗和腐蚀,以去除表面的污染物和氧化物。
4. 沉积:通过化学气相沉积、物理气相沉积等方法将金属、绝缘体或半导体材料沉积在硅晶圆上。
5. 感光和蚀刻:将感光剂涂覆在硅晶圆上,然后使用紫外线光刻机将芯片的图案转移到感光剂上,然后使用蚀刻装置将感光剂以外的部分材料蚀刻掉。
6. 清洗和检验:对蚀刻后的芯片进行清洗,以去除残留的化学物质,然后使用显微镜和其他检测设备对芯片进行检验。
7. 封装和测试(完成芯片制造):将制造好的芯片封装在封装材料中,并连接电路之间的引脚,然后对芯片进行功能和可靠性测试。
8. 接下来是后期工艺的制作,例如测试、打磨、切割、清洗等环节。
需要注意的是,这只是芯片制造工艺流程的一般步骤,具体的工艺流程可能会因芯片类型、技术和制造商而有所不同。
芯片制造流程
芯片是将不同的原材料经过精密技术和加工,制备出特定功能的一种微型集成电路产品。
芯片是现代电子信息技术的重要基础,在电子设备的设计、制造、分析和应用上起着
至关重要的作用。
芯片制造是一种精密的数控加工工艺,其中基本步骤多达几十个,主要包括材料准备
成形、芯片测试、结构封装和芯片测试等。
下面将详细介绍芯片制造流程。
首先,材料准备成形阶段,主要是确定芯片原料,如微细晶圆、铟金属、抗潮复合材
料等,准备铟金属成型工艺来满足芯片尺寸的要求,精加工表面的形状、开关电脑的形状,以及抗震、耐振等芯片的结构要求等。
其次,芯片装配和测试,把精加工后的芯片放入芯片装配工装上,将其安装在芯片封
装模板上,然后完成测试工序,确认芯片是否符合供应商的要求,及时发现芯片工作存在
问题,及时处理,确保制造过程中质量可控。
结构封装方面,一般采用由合金带或薄带绕制成形封装,将芯片与母卡电路良服务,
确保芯片的特性及工作的稳定性。
最后是芯片的全面测试,根据芯片的功能、特性以及可靠性需求等定义测试项目,采
用计算机模拟及仪器检测监控测试,全面确认芯片性能及芯片制造工艺质量,以确保芯片
优良的性能和稳定的质量。
芯片制造要求高精度,更佳审慎,质量要求高,因此必须严格遵守技术制程标准,不
断改进预防措施,完善质量监控程序,努力提高芯片的整体性能、可靠性和长期可用性。
芯片制造全工艺流程芯片制造是一项复杂而精密的工艺过程,它涉及到许多步骤和技术。
从设计到成品,整个制造过程需要经历多个阶段,每个阶段都需要精准的操作和严格的质量控制。
本文将介绍芯片制造的全工艺流程,带您了解这一精密的制造过程。
1. 设计阶段芯片制造的第一步是设计阶段。
在这个阶段,工程师们根据产品的需求和规格,设计出芯片的结构和功能。
他们使用CAD软件进行设计,并进行模拟和验证,以确保设计的准确性和可行性。
设计阶段的质量和准确性对后续的制造过程至关重要。
2. 掩膜制作一旦设计完成,接下来就是制作掩膜。
掩膜是用来定义芯片上的电路和元件结构的工具。
工程师们使用光刻技术将设计好的图案转移到掩膜上,然后再将图案转移到芯片表面。
掩膜的制作需要高精度的设备和精密的操作,以确保图案的准确传输。
3. 晶圆制备晶圆是芯片制造的基础材料,它通常由硅材料制成。
在晶圆制备阶段,工程师们将硅片加工成圆形薄片,并进行表面的清洁和处理。
晶圆的质量和平整度对后续的工艺步骤至关重要。
4. 沉积沉积是将材料沉积到晶圆表面形成薄膜的过程。
这个过程通常包括化学气相沉积(CVD)和物理气相沉积(PVD)两种方法。
工程师们根据设计要求选择合适的材料和工艺参数,将薄膜沉积到晶圆表面。
5. 硅片刻蚀刻蚀是将多余的材料从晶圆表面去除的过程。
工程师们使用化学或物理方法将不需要的材料刻蚀掉,留下设计好的图案和结构。
刻蚀过程需要精确的控制和高度的准确性,以确保刻蚀的深度和精度。
6. 清洗和检测在制造过程的每个阶段,晶圆都需要进行清洗和检测。
清洗可以去除表面的杂质和残留物,确保晶圆表面的干净和平整。
检测可以发现制造过程中的缺陷和问题,及时进行调整和修复。
7. 离子注入离子注入是将材料离子注入晶圆表面的过程,以改变晶圆的电学特性。
这个过程通常用于形成导电层和控制电子器件的性能。
8. 金属化金属化是在晶圆表面形成导线和连接器的过程。
工程师们使用金属沉积和刻蚀技术,在晶圆表面形成导线和连接器,以连接各个电子器件和电路。
芯片制作的7个流程一、设计芯片制作的第一个流程是设计。
设计师根据芯片的功能需求和规格要求,进行电路设计和布局设计。
电路设计包括选择合适的逻辑门、电源电压、时钟频率等,以及设计电路的连接关系和逻辑功能;布局设计则是将电路设计的各个模块进行布局排列,以便后续的加工和制造。
二、掩膜制作掩膜制作是芯片制作过程中的关键步骤。
掩膜是用于制造芯片的模板,通过光刻技术将电路设计转移到芯片基片上。
首先,设计师将电路设计转化为掩膜图形,然后通过光刻机将掩膜图形转移到光刻胶上,并进行曝光和显影等步骤,最终得到一张包含电路图形的掩膜。
三、芯片制造芯片制造是将掩膜上的电路图形转移到芯片基片上的过程。
首先,将掩膜对准芯片基片,然后通过光刻机将电路图形转移到光刻胶上。
接着,通过蚀刻、沉积、刻蚀等工艺步骤,将电路图形转移到芯片基片上,并形成各个层次的电路结构。
最后,进行清洗和检验等步骤,确保芯片质量符合要求。
四、封装测试芯片制造完成后,需要进行封装和测试。
封装是将芯片连接到封装材料中,以便插入电路板或其他设备中使用。
测试是对封装后的芯片进行功能和性能的测试,确保芯片能够正常工作。
封装和测试是芯片制造中的最后一道工序,也是保证芯片质量的关键环节。
五、质量控制在芯片制作过程中,质量控制是非常重要的。
质量控制包括对原材料的检验、各个制造环节的监控以及最终产品的检测和验证。
通过建立严格的质量控制体系,可以确保芯片的质量稳定可靠。
六、性能调试芯片制作完成后,还需要进行性能调试。
性能调试是对芯片进行功能验证和性能优化的过程。
通过连接芯片到测试设备,对芯片进行各种测试和验证,找出可能存在的问题并进行优化和修复,以确保芯片能够满足设计要求。
七、量产经过设计、制造、封装、测试和调试等流程后,如果芯片的性能和质量都符合要求,就可以进行量产。
量产是将芯片大规模制造的过程,包括原材料的采购、设备的配置和生产线的调试等。
量产后的芯片可以广泛应用于各个领域,如电子产品、通信设备、汽车等。
芯片制作全过程芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序(Wafer Fabrication)、晶圆针测工序(Wafer Probe)、构装工序(Packaging)、测试工序(Initial Test and Final Test)等几个步骤。
其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段(Front End)工序,而构装工序、测试工序为后段(Back End)工序。
1、晶圆处理工序:本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件(如晶体管、电容、逻辑开关等),其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关,但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗,再在其表面进行氧化及化学气相沉积,然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。
2、晶圆针测工序:经过上道工序后,晶圆上就形成了一个个的小格,即晶粒,一般情况下,为便于测试,提高效率,同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品;但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。
在用针测(Probe)仪对每个晶粒检测其电气特性,并将不合格的晶粒标上记号后,将晶圆切开,分割成一颗颗单独的晶粒,再按其电气特性分类,装入不同的托盘中,不合格的晶粒则舍弃。
3、构装工序:就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接,以作为与外界电路板连接之用,最后盖上塑胶盖板,用胶水封死。
其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。
到此才算制成了一块集成电路芯片(即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色,两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块)。
4、测试工序:芯片制造的最后一道工序为测试,其又可分为一般测试和特殊测试,前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性,如消耗功率、运行速度、耐压度等。
经测试后的芯片,依其电气特性划分为不同等级。
而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数,从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试,看是否能满足客户的特殊需求,以决定是否须为客户设计专用芯片。
芯片制造基本流程芯片制造是一个复杂而精密的过程,通常包括以下基本流程:1. 设计:芯片的制造过程始于设计阶段。
芯片设计师使用计算机辅助设计(CAD)工具创建芯片的电路图和布局设计。
这个阶段涵盖了电路设计、逻辑设计、物理设计等。
2. 掩膜制作:设计完成后,需要将芯片设计转化为掩膜(Mask)。
掩膜是一种光刻工艺中使用的模板,用于将设计图案转移到硅片上。
这一步骤通常由专门的掩膜制造厂商完成。
3. 晶圆制备:晶圆是芯片制造的基础。
晶圆通常由硅材料制成,并在制造过程中进行多次的化学和物理处理,以获得良好的电子特性和表面平整度。
4. 光刻:光刻是芯片制造过程中的重要步骤。
它利用掩膜和光刻设备,将设计图案转移到晶圆表面。
通过光刻,可以定义出芯片上的电路和结构。
5. 电子束曝光:除了光刻,芯片制造还可以使用电子束曝光技术。
电子束曝光利用电子束将设计图案直接写入晶圆表面,具有更高的分辨率和精度,但速度较慢,成本较高。
6. 清洗和刻蚀:在光刻或电子束曝光后,需要对晶圆进行清洗和刻蚀。
清洗去除表面的杂质和残留物,刻蚀则用于去除不需要的材料层,以形成设计所需的结构。
7. 沉积和蚀刻:芯片制造中还包括沉积和蚀刻的步骤。
沉积是在晶圆表面上沉积薄膜,如金属或绝缘层。
蚀刻则是通过化学或物理方法去除不需要的材料。
8. 清洗和检测:制造过程中,晶圆需要多次进行清洗,以确保去除残留物和杂质。
此外,还需要对芯片进行各种检测和测试,以验证其性能和质量。
9. 封装和测试:制造完成的芯片需要进行封装,即将芯片连接到封装材料中,并提供引脚以便与外部电路连接。
封装后,芯片还需要进行测试,以确保其功能和性能符合设计要求。
10. 品质控制和质量保证:整个芯片制造过程中,都需要进行品质控制和质量保证。
这包括严格的工艺控制、设备校准、统计过程控制等,以确保生产出高质量的芯片。
以上是芯片制造的基本流程,不同的芯片类型和制造工艺可能会有所不同,但总体上遵循类似的步骤。
半导体制造流程解析详细介绍半导体芯片的制造过程半导体制造流程解析:详细介绍半导体芯片的制造过程半导体芯片是现代电子产品中的关键部件,它承载着处理信息的功能。
半导体制造流程的高度复杂性使得其成为一门专门的学科。
本文将详细介绍半导体芯片的制造过程,帮助读者更好地理解半导体工业的基本原理。
第一步:晶圆制备半导体芯片的制造过程始于晶圆的制备。
晶圆是由最纯净的硅材料制成的圆盘,其表面需要经过一系列的化学处理,以达到良好的电学性能。
首先,硅材料经过融解,在高温环境中通过拉伸或浇铸的方式形成晶体。
然后,晶体通过切割和研磨的步骤,得到晶圆的形态。
制备好的晶圆表面必须经过精细的抛光和清洗,以确保表面的平整度和纯净度。
第二步:芯片制作在晶圆上制作芯片是半导体制造流程的核心环节。
主要步骤如下:1. 氧化层的形成:将晶圆放入高温气体中,形成一层氧化硅的绝缘层。
这一步骤非常重要,因为氧化层可以提供电学隔离和保护晶体。
2. 光刻技术:光刻技术通过使用光掩膜和光敏胶,将光线照射在晶圆上,形成芯片上的图形。
光刻技术的精细度决定了芯片的性能和功能。
3. 电子束曝光:电子束曝光是一种类似于光刻的制造方法,但使用电子束来照射光敏材料。
相较于光刻,电子束曝光可以制造更小的结构和更高的分辨率。
4. 刻蚀和沉积:在芯片图形上涂覆一层化学物质,通过化学反应刻蚀或沉积物质,来改变芯片上的结构和性质。
这一步骤可以重复多次,以实现多层次的结构形成。
5. 掺杂和扩散:通过在芯片表面掺入其他元素,使得芯片具有特定的电学行为。
扩散过程会在半导体材料中形成浓度梯度,从而形成不同的电子和空穴浓度。
6. 金属连接:芯片上的电路需要通过金属线进行连接。
金属连接通常使用蒸发、溅射或电镀的方式在芯片上形成金属线。
第三步:封装和测试芯片制作完毕后,需要进行封装和测试。
封装是将芯片放置在一个保护性的外壳中,以保护芯片并方便其与其他电路的连接。
封装可以采用塑料封装、金属封装或陶瓷封装等。
芯片生产工艺流程芯片生产工艺流程是指将设计好的芯片原型转化为实际可用的芯片产品的一系列制造工艺。
芯片生产工艺的流程非常复杂,需要经过多道工序和严格的质量控制,才能确保最终产品的性能和可靠性。
本文将介绍典型的芯片生产工艺流程,以及每个工艺步骤的具体内容和要点。
1. 设计验证芯片生产的第一步是设计验证。
在这一阶段,设计师将根据客户需求和技术要求,设计出芯片的原型图。
然后通过模拟和仿真的手段对设计进行验证,确保其满足性能和功能要求。
设计验证的关键在于准确捕捉和分析设计中的潜在问题,以便在后续工艺流程中进行修正和优化。
2. 掩膜制作接下来是芯片的掩膜制作。
在这一步骤中,设计好的芯片原型图会被转化成掩膜图形,然后通过光刻技术将图形转移到硅片上。
掩膜的制作质量直接影响着后续工艺步骤的精度和稳定性,因此需要严格控制每一个细节。
3. 晶圆制备一旦掩膜制作完成,接下来就是晶圆制备。
晶圆是芯片制造的基础材料,通常采用硅材料。
在晶圆制备过程中,需要对硅片进行清洗和抛光处理,以确保其表面光滑和纯净。
然后将掩膜图形转移到晶圆表面,形成芯片的基本结构。
4. 掺杂和扩散接下来是对晶圆进行掺杂和扩散处理。
掺杂是指向晶圆表面引入掺杂原子,以改变其导电性能。
而扩散则是通过高温处理,使掺杂原子在晶体中扩散,形成导电层和隔离层。
这一步骤是芯片制造中非常关键的工艺,直接影响着芯片的性能和稳定性。
5. 金属化在掺杂和扩散处理完成后,接下来是对芯片进行金属化处理。
金属化是指在芯片表面镀上金属层,用于连接芯片内部的电路和外部引脚。
金属化工艺需要精确控制金属层的厚度和均匀性,以确保良好的电连接和导电性能。
6. 绝缘层和封装最后一步是对芯片进行绝缘层和封装处理。
绝缘层的作用是隔离芯片内部的电路,防止短路和干扰。
而封装则是将芯片封装在塑料或陶瓷封装体中,以保护芯片免受外部环境的影响。
这一步骤需要严格控制封装的密封性和稳定性,以确保芯片在使用过程中的可靠性和耐久性。
芯片制作的7个流程芯片制造是一个复杂精细的过程,通常涉及七个主要的流程。
这些流程包括晶圆制备、光刻、雕刻、清洗、离子注入、金属沉积和封装测试。
详细介绍如下:1.晶圆制备:芯片制造的第一步是准备晶圆。
晶圆是由硅等半导体材料制成的圆片,通常直径为8英寸或12英寸。
在此步骤中,晶圆表面必须是干净、平滑且无缺陷的,以确保最终芯片的品质。
2.光刻:光刻是一种通过光照和化学处理在晶圆上图案化的过程。
在这个过程中,一层光刻胶被涂覆在晶圆表面上,然后使用掩膜和紫外线光照射,使光刻胶部分发生变化。
通过不同的光刻层和能量分布,可以在晶圆表面创建所需的微小结构。
3.雕刻:雕刻是将光刻胶中未被光照的区域去除的过程。
雕刻可以使用化学腐蚀或物理蚀刻方法来实现。
通过去除光刻胶,暴露在晶圆表面的区域可以被进一步加工和补充。
4.清洗:在雕刻之后,晶圆表面可能会残留一些不需要的物质,如光刻胶残留或金属杂质。
清洗流程用于去除这些残留物,以确保晶圆表面的纯净度和平滑度。
常用的清洗方法包括化学清洗和超纯水清洗。
5.离子注入:离子注入是向晶圆表面注入特定材料的过程。
这种方法可以改变半导体材料的电学性质,如改变其导电性或控制晶体缺陷。
通过对离子种类、能量和注入时间的控制,可以实现精确的材料变化。
6.金属沉积:金属沉积是将金属材料沉积在晶圆表面的过程。
这是为了建立芯片中的导线和电路连接。
金属沉积可以使用物理气相沉积、化学气相沉积或物理激发沉积等技术来实现。
7.封装测试:最后一个流程是芯片的封装和测试。
这包括将芯片封装在一个保护性外壳中,并对其进行各种电学和功能测试。
这些测试可以确保最终芯片的功能和性能达到预期,并满足质量标准。
总结起来,芯片制造的七个主要流程包括晶圆制备、光刻、雕刻、清洗、离子注入、金属沉积和封装测试。
这些流程需要高度的精确度和注意细节,以确保最终芯片的质量和性能。
裸芯片制造流程晶圆制造工序(序)半导体的产品很多,应用的场合非常广泛,图一是常见的几种半导体组件外型。
半导体组件一般是以接脚形式或外型来划分类别,图一中不同类别的英文缩写名称原文为P D I D:P l a s t i c D u a l I n l i n e P a c k a g e S O P:S m a l l O u t l i n e P a c k a g e S O J:S m a l l O u t l i n e J-L e a d P a c k a g e P L C C:P l a s t i c L e a d e d C h i p C a r r i e r Q F P:Q u a d F l a t P a c k a g e P G A:P i n G r i d A r r a y B G A:B a l l G r i d A r r a y虽然半导体组件的外型种类很多,在电路板上常用的组装方式有二种,一种是插入电路板的焊孔或脚座,如PDIP、PGA,另一种是贴附在电路板表面的焊垫上,如SOP、S O J、P L C C、Q F P、B G A。
从半导体组件的外观,只看到从包覆的胶体或陶瓷中伸出的接脚,而半导体组件真正的核心,是包覆在胶体或陶瓷内一片非常小的芯片,透过伸出的接脚与外部做信息传输。
图二是一片EPROM组件,从上方的玻璃窗可看到内部的芯片,图三是以显微镜将内部的芯片放大,可以看到芯片以多条焊线连接四周的接脚,这些接脚向外延伸并穿出胶体,成为芯片与外界通讯的道路。
请注意图三中有一条焊线从中断裂,那是使用不当引发过电流而烧毁,致使芯片失去功能,这也是一般芯片遭到损毁而失效的原因之一。
图四是常见的LED,也就是发光二极管,其内部也是一颗芯片,图五是以显微镜正视LED的顶端,可从透明的胶体中隐约的看到一片方型的芯片及一条金色的焊线,若以LED二支接脚的极性来做分别,芯片是贴附在负极的脚上,经由焊线连接正极的脚。
当LED通过正向电流时,芯片会发光而使LED发亮,如图六所示。
半导体组件的制作分成两段的制造程序,前一段是先制造组件的核心─芯片,称为晶圆制造;后一段是将晶片加以封装成最后产品,称为IC封装制程,又可细分成晶圆切割、黏晶、焊线、封胶、印字、剪切成型等加工步骤,在本章节中将简介这两段的制造程序。
须经过下列主要制程才能制造出一片可用的芯片,以下是各制程的介绍:(1)长晶(CRYSTAL GROWTH):长晶是从硅沙中(二氧化硅)提炼成单晶硅,制造过程是将硅石(Silica)或硅酸盐 (Silicate) 如同冶金一样,放入炉中熔解提炼,形成冶金级硅。
冶金级硅中尚含有杂质,接下来用分馏及还原的方法将其纯化,形成电子级硅。
虽然电子级硅所含的硅的纯度很高,可达99999 %,但是结晶方式杂乱,又称为多晶硅,必需重排成单晶结构,因此将电子级硅置入坩埚内加温融化,先将温度降低至设定点,再以一块单晶硅为晶种,置入坩埚内,让融化的硅沾附在晶种上,再将晶种以边拉边旋转方式抽离坩埚,而沾附在晶种上的硅亦随之冷凝,形成与晶种相同排列的结晶。
随着晶种的旋转上升,沾附的硅愈多,并且被拉引成表面粗糙的圆柱状结晶棒。
拉引及旋转的速度愈慢则沾附的硅结晶时间愈久,结晶棒的直径愈大,反之则愈小。
(2)切片(SLICING):从坩埚中拉出的晶柱,表面并不平整,经过工业级钻石磨具的加工,磨成平滑的圆柱,并切除头尾两端锥状段,形成标准的圆柱,被切除或磨削的部份则回收重新冶炼。
接着以以高硬度锯片或线锯将圆柱切成片状的晶圆(Wafer) (摘自中德公司目录)。
(3)边缘研磨(EDGE-GRINDING):将片状晶圆的圆周边缘以磨具研磨成光滑的圆弧形,如此可:(1)防止边缘崩裂,(2)防止在后续的制程中产生热应力集中,(3)增加未来制程中铺设光阻层或磊晶层的平坦度。
(4)研磨(LAPPING)与蚀刻(ETCHING):由于受过机械的切削,晶圚表面粗糙,凹凸不平,及沾附切屑或污渍,因此先以化学溶液(HF/HNO3)蚀刻(Etching),去除部份切削痕迹,再经去离子纯水冲洗吹干后,进行表面研磨抛光,使晶圆像镜面样平滑,以利后续制程。
研磨抛光是机械与化学加工同时进行,机械加工是将晶圆放置在研磨机内,将加工面压贴在研磨垫(Polishing Pad)磨擦,并同时滴入具腐蚀性的化学溶剂当研磨液,让磨削与腐蚀同时产生。
研磨后的晶圆需用化学溶剂清除表面残留的金属碎屑或有机杂质,再以去离子纯水冲洗吹干,准备进入植入电路制程。
(5)退火(ANNEALING):将芯片在严格控制的条件下退火,以使芯片的阻质稳定。
(6)抛光(POLISHING):芯片小心翼翼地抛光,使芯片表面光滑与平坦,以利将来再加工。
(7)洗净(CLEANING):以多步骤的高度无污染洗净程序-包含各种高度洁净的清洗液与超音动处理-除去芯片表面的所有污染物质,使芯片达到可进行芯片加工的状态。
(8)检验(INSPECTION):芯片在无尘环境中进行严格的检查,包含表面的洁净度、平坦度以及各项规格以确保品质符合顾客的要求。
(9)包装(PACKING):通过检验的芯片以特殊设计的容器包装,使芯片维持无尘及洁净的状态,该容器并确保芯片固定于其中,以预防搬运过程中发生的振动使芯片受损。
经过晶圆制造的步骤后,此时晶圆还没任何的功能,所以必须经过集成电路制程,才可算是一片可用的晶圆。
以下是集成电路制程的流程图:磊晶微影氧化扩散蚀刻金属联机★磊晶(Epitoxy)指基板以外依组件制程需要沉积的薄膜材料,其原理可分为:(1) 液相磊晶 (Liquid Phase Epitoxy,LPE)LPE 的晶体成长是在基板上将熔融态的液体材料直接和芯片接触而沉积晶膜,特别适用于化合物半导体组件,尤其是发光组件。
(2) 气相磊晶 (Vapor Phase Epitoxy,VPE)VPE 的原理是让磊晶原材料以气体或电浆粒子的形式传输至芯片表面,这些粒子在失去部份的动能后被芯片表面晶格吸附 (Adsorb),通常芯片会以热的形式提供能量给粒子,使其游移至晶格位置而凝结 (Condensation)。
在此同时粒子和晶格表面原子因吸收热能而脱离芯片表面称之为解离 (Desorb),因此 VPE 的程序其实是粒子的吸附和解离两种作用的动态平衡结果,如下图所示。
VPE 依反应机构可以分成(a) 化学气相沉积 (Chemical Vapor Deposition,CVD) 和(b)_物理气相沉积 (Physical Vapor Deposition,PVD) 两种技术。
CVD 大致是应用在半导体晶膜和氧化层的成长。
PVD 主要适用于金属接点联机的沉积。
(3) 分子束磊晶 (Molecular Beam Epitoxy,MBE)MBE 是近年来最热门的磊晶技术,无论是 III-V、II-VI 族化合物半导体、Si 或者 SixGe1-x 等材料的薄膜特性,为所有磊晶技术中最佳者。
MBE 的原理基本上和高温蒸镀法相同,操作压力保持在超真空 (Ultra High Vacuum,UHV) 约 10-10 Toor 以下,因此芯片的装载必须经过阀门的控制来维持其真空度。
★微影(Lithography)微影 (Lithography) 技术是将光罩 (Mask) 上的主要图案先转移至感光材料上,利用光线透过光罩照射在感光材料上,再以溶剂浸泡将感光材料受光照射到的部份加以溶解或保留,如此所形成的光阻图案会和光罩完全相同或呈互补。
由于微影制程的环境是采用黄光照明而非一般摄影暗房的红光,所以这一部份的制程常被简称为"黄光"。
为了加强光阻覆盖的特性,使得图转移有更好的精确度与可*度,整个微影制程包含了以下七个细部动作。
(1) 表面清洗:由于芯片表面通常都含有氧化物、杂质、油脂和水分子,因此在进行光阻覆盖之前,必须将它先利用化学溶剂 (甲醇或丙酮) 去除杂质和油脂,再以氢氟酸蚀刻芯片表面的氧化物,经过去离子纯水冲洗后,置于加温的环境下数分钟,以便将这些水分子从芯片表面蒸发,而此步骤则称为去水烘烤 (Dehydration Bake),一般去水烘烤的温度是设定在 100~200 oC 之间进行。
(2)涂底 (Priming):用来增加光阻与芯片表面的附着力,它是在经表面清洗后的芯片表面上涂上一层化合物,英文全名为"Hexamethyldisilizane"(HMDS)。
HMDS 涂布的方式主要有两种,一是以旋转涂盖 (Spin Coating),一是以气相涂盖 (Vapor Coating)。
前者是将HMDS 以液态的型式,滴洒在高速旋转的芯片表面,利用旋转时的离心力,促使 HMDS 均匀涂满整个芯片表面;至于后者则是将 HMDS 以气态的型式,输入放有芯片的容器中,然后喷洒在芯片表面完成 HMDS 的涂布。
(3)光阻覆盖:光阻涂布也是以旋转涂盖或气相涂盖两种的方式来进行,亦即将光阻滴洒在高速旋转的芯片表面,利用旋转时的离心力作用,促使光阻往芯片外围移动,最后形成一层厚度均匀的光阻层;或者是以气相的型式均匀地喷洒在芯片的表面。
(4)软烤 (Soft Bake):软烤也称为曝光前预烤 (Pre-Exposure Bake) 在曝光之前,芯片上的光阻必须先经过烘烤,以便将光阻层中的溶剂去除,使光阻由原先的液态转变成固态的薄膜,并使光阻层对芯片表面的附着力增强。
(5)曝光:利用光源透过光罩图案照射在光阻上,以执行图案的转移。
(6)显影:将曝光后的光阻层以显影剂将光阻层所转移的图案显示出来。
(7)硬烤:将显影制程后光阻内所残余的溶剂加热蒸发而减到最低,其目的也是为了加强光阻的附着力,以便利后续的制程。
★氧化(Oxidation)氧化(Oxidation)是半导体电路制作上的基本热制程。
氧化制程的目的是在芯片表面形成一层氧化层,以保护芯片免于受到化学作用和做为介电层(绝缘材料)。
★扩散(Diffusion)扩散(Diffusion)是半导体电路制作上的基本热制程。
其目的是藉由外来的杂质,使原本单纯的半导体材料的键结型态和能隙产生变化,进而改变它的导电性。
★蚀刻(Etching)泛指将材料使用化学或物理方法移除的意思,以化学方法进行者称之为湿式蚀刻(Wet Etching),是将芯片浸没于化学溶液中,因为化学溶液与芯片表面产生氧化还原作用,而造成表面原子被逐层移除;以物理方法进行蚀刻程序称之为干式蚀刻 (Dry Etching),主要是利用电浆离子来轰击芯片表面原子或是电浆离子与表面原子产生化合反应来达到移除薄膜的目的。