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半导体铜制程随着现代科技的进步，半导体技术在各个领域都得到了广泛的应用。
而半导体铜制程作为一种重要的制程技术，在半导体工业中扮演着重要的角色。
本文将从半导体铜制程的定义、工艺流程、应用以及未来发展等方面进行阐述。
一、半导体铜制程的定义半导体铜制程，简称Cu制程，是指在半导体工艺中使用铜材料代替传统的铝材料作为金属导线的制程。
相比于铝制程，铜制程具有更低的电阻、更高的导电性能和更好的热稳定性，能够提高芯片性能和可靠性。
二、半导体铜制程的工艺流程半导体铜制程的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 清洗与准备：在制程开始之前，需要对芯片表面进行清洗和准备工作，以确保杂质的去除和表面的平整度。
2. 模板和光刻：在芯片表面涂覆一层光刻胶，然后使用光刻机将图案投射到光刻胶上，形成光刻模板。
3. 蚀刻：使用蚀刻液将光刻模板上的图案转移到芯片表面，去除不需要的材料。
4. 铜填充：将铜材料填充到蚀刻后的孔洞中，形成金属导线。
5. 漂镀：通过电化学方法在芯片表面形成一层保护层，以提高导线的导电性和抗氧化性。
6. 研磨和抛光：将芯片表面进行研磨和抛光，使其平整度更高，以便后续工艺步骤的进行。
7. 后续工艺：根据具体需求，可以进行多次重复的蚀刻、填充、漂镀等工艺步骤，以形成复杂的电路结构。
三、半导体铜制程的应用半导体铜制程在现代半导体工业中得到了广泛的应用。
其主要应用领域包括：1. 微电子芯片：半导体铜制程可以用于制造微电子芯片中的金属导线，提高芯片的电路性能和可靠性。
2. 太阳能电池：半导体铜制程可以用于太阳能电池的制造，提高电池的光电转换效率。
3. 集成电路：半导体铜制程可以用于集成电路的制造，提高电路的性能和集成度。
4. 电子元器件：半导体铜制程可以用于制造各种电子元器件，如电容器、电感器等，提高元器件的性能和可靠性。
四、半导体铜制程的未来发展随着半导体技术的不断发展，半导体铜制程也在不断完善和创新。
未来，半导体铜制程的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 制程精度的提高：随着制程精度要求的不断提高，半导体铜制程需要更加精细的工艺控制和设备技术，以满足高性能芯片的制造需求。
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。
半导体铜线工艺流程半导体铜线工艺流程时刻:2010-09-03 剩余:0天扫瞄: 37 次收藏该信息一、铜线键合工艺A、铜线工艺对框架的专门要求-------铜线对框架的的要求要紧有以下几点：1、框架表面光滑，镀层良好；2、管脚共面性良好，不承诺有扭曲、翘曲等不良现象管脚粗糙和共面性差的框架拉力无法保证且容易显现翘丝和切线造成的烧球不良，压焊过程中容易断丝及显现tail t ooshort ；B、爱护气体----安装的时候保证E-torch上表面和right nozzle的下表面在同一个平面上．才能保证烧球的时候，氧化爱护良好．同时气嘴在可能的情形下尽量靠近劈刀，以保证气体最大范畴的爱护C、劈刀的选用——同金线相比较，铜线选用劈刀差不不是专门大，但依旧有一定的差异：1、铜线劈刀T 太小2nd容易切断，造成拉力不够或不平均2、铜线劈刀CD不能太大，也不能太小，不然容易显现不粘等现象3、铜线劈刀H与金线劈刀无太大区不（H比铜丝直径大8µm即可，太小容易从颈部拉断）4、铜线劈刀CA太小线弧颈部容易拉断，太大易造成线弧不平均；5、铜线劈刀FA选用一样要求8度以下（4-8度）6、铜线劈刀OR选用大同小异D压焊夹具的选用铜线产品对压焊夹具的选用要求专门严格，第一夹具制作材料要选用得当，同时夹具表面要光滑，要保证载体和管脚无松动要，否则将直截了当阻碍产品键合过程中烧球不良、断线、翘丝等一系列焊线咨询题。
二、铜线的特性及要求切实可行的金焊线替代产品。
细铜焊线（<1.3mil）铜焊线，机械、电气性质优异，适用于多种高端、微间距器件，引线数量更高、焊垫尺寸更小。
铜焊线（1.3-4mil）铜焊线，不仅具有铜焊线明显的成本优势，而且降低了铜焊点中的金属间生长速度，如此就为大功率分立封装带来了超一流的可靠性。
铜焊线的成本优势由于铜的成本相对较低，因此人们更情愿以铜作为替代连接材料。
关于1mil焊线，成本最高可降低75%*，2mil可达90%*，具体则取决于市场状况。
⏹⏹半导体铜线工艺流程时间:2010-09-03 剩余:0天浏览: 37 次收藏该信息一、铜线键合工艺A、铜线工艺对框架的特殊要求-------铜线对框架的的要求主要有以下几点：1、框架表面光滑，镀层良好；2、管脚共面性良好，不允许有扭曲、翘曲等不良现象管脚粗糙和共面性差的框架拉力无法保证且容易出现翘丝和切线造成的烧球不良，压焊过程中容易断丝及出现tail tooshort ；B、保护气体----安装的时候保证E-torch上表面和right nozzle的下表面在同一个平面上．才能保证烧球的时候，氧化保护良好．同时气嘴在可能的情况下尽量靠近劈刀，以保证气体最大围的保护C、劈刀的选用——同金线相比较，铜线选用劈刀差别不是很大，但还是有一定的差异：1、铜线劈刀T 太小2nd容易切断，造成拉力不够或不均匀2、铜线劈刀CD不能太大，也不能太小，不然容易出现不粘等现象3、铜线劈刀H与金线劈刀无太大区别（H比铜丝直径大8µm即可，太小容易从颈部拉断）4、铜线劈刀CA太小线弧颈部容易拉断，太大易造成线弧不均匀；5、铜线劈刀FA选用一般要求8度以下（4-8度）6、铜线劈刀OR选用小异D压焊夹具的选用铜线产品对压焊夹具的选用要求非常严格，首先夹具制作材料要选用得当，同时夹具表面要光滑，要保证载体和管脚无松动要，否则将直接影响产品键合过程中烧球不良、断线、翘丝等一系列焊线问题。
二、铜线的特性及要求切实可行的金焊线替代产品。
细铜焊线（<1.3mil）铜焊线，机械、电气性质优异，适用于多种高端、微间距器件，引线数量更高、焊垫尺寸更小。
铜焊线（1.3-4mil）铜焊线，不仅具有铜焊线显著的成本优势，而且降低了铜焊点中的金属间生长速度，这样就为大功率分立封装带来了超一流的可靠性。
铜焊线的成本优势由于铜的成本相对较低，因此人们更愿意以铜作为替代连接材料。
对于1mil焊线，成本最高可降低75%*，2mil可达90%*，具体则取决于市场状况。
铜焊线的优异性能铜线的导热导电性能显著优于金线和铝线，因此能够以更细的焊线直径达到更好的散热性能及更高的额定功率。
与金相比，铜的机械性质更强，这样在模压和封闭过程中可以得到优异的球颈强度和较高的弧线稳铜焊线的优点（与金焊线相比）材料成本低 • 降低单位封装成本，提高竞争优势导电性好金焊线4.55 10 E7/ Ohm m铜焊线5.88 10 E7 / Ohm m • 在微间距封装中可以采用更细的焊线• 微间距应用性能优异（焊垫尺寸较小）• 提高功率调节器件（TO220、TO92、DPAK等等）的电流容量和性能导热性好金31.1 kW/m2 K铜39.5kW/m2 K • 传热效率更高机械性质高 • 抗拉强度更大、延伸特性更好• 模压中具有优异的球颈强度和较高的弧线稳定性金属间（IMC）生长速度慢 • 提高机械稳定性、降低电阻增加量• IMC生长较为温和，从而提高了键合强度降低金属间生长速度，提高可靠性与金线焊点相比，铜线焊点中的金属间生长速度显著减小。
这就降低了电阻、减小了产热，并最终提高了焊接可靠性和器件性能。
由于铜线中的金属间生长速度、电阻和产热均低于金线，故而电阻随时间的增加量和老化速度同时得到减小。
铜线在焊接后能够形成比金线更稳定、刚性更好的弧形能够适应更长的弧度（最长弧度7mm）铜焊线典型尺寸及标准机械规格直径 um 20 25 2830 38 50 65 75密耳 0.8 1.0 1.11.2 1.52.0 2.53.0延伸率（%） 8-16 8-16 10-20 10-20 10-20 15-25 15-2515-30断裂荷载（g） 5-10 8-15 10-20 12-22 20-30 40-55 60-8080-120铜焊线的包装与存放铜具有较强的亲氧性，因此必须对铜焊线进行保护以延长其保存期。
为此各卷铜焊线均采用吸塑包装，并在塑料袋单独密封除了以上优点为，铜线还有以下特性：1.铜线易氧化，原则上拆封的铜线48小时用完。
2.铜线硬度高，容易产生弹坑、不粘、断丝、、烧球不良三、铜线和金线在键合工艺参数的区别1.EG-60 铜线压焊工艺参数与金线相比较最大的变化是加大了contactforce，以增加产品的可焊性，为了减小弹坑风险，一般情况下1mil以下铜线采用LOW-Power模式，而1.2mil以上一般采用High-power模式Set up machine Set up machine(改为铜线方式) F16(2009) 1090ABBB bond sequence[normal(gold wire)->copper F16 Tail control (减少tail too short 报警) F16 1090ABB40 Menu 1 12-16 Menu 9 20 Menu A 8 F15 bond process control(减少 NSOP NSOL) F15 (2002)10803 Menu 0 比gold wire 要大一些 Menu 3 0 Menu 4 比bond force 稍小Set up machine Search high ( 减少 NSOP & tail too short) Gold wire : 8-12 copper wire : 10-15 EFO parameter Wire size (mil) 0.8 1.01.52.0 Current (mA) 5000-700012000-15000 time (us) 500-8001200-1800Set up machine BQM set up Wire size (mil) 0.8-1.21.5-2.0 Rise time 1-22-3 Power level lowhigh Power control const-pconst- p Speed set F15 比gold wire 稍低. 512-640 384-512Set up machine Set up machine To Copper Wire 1 Higher EFO current for Cu 2 Shorter EFO time for Cu 3 In general, higher force & power 4 Longer Time factor 5 Higher WC force due to Cu hardness 6 Less Contact Power, use force to deform theball during the contact stage then apply more base power Production issue Ball 球不良原因： 吹气保护不好 铜线后防止时间太长．线有氧化（７２小时）  Tail length 不稳定导致烧球不好 Capillary 选择型号不对 Action: 调整吹气装置和E-TORCE位置，保证保护良好  更换铜线 调整２nd 焊接参数（base power and base force)保证taillength 稳定． 选用合适的capillaryProduction issue 1st NSOP 原因： Bond power 太小 Bond force 太大 Action: 在保证无crater 的前提下．调整power and forceProduction issue 2nd NSOL 原因： Bond power 太小或者太大 Bond force 太大或者太小 Action: 如果焊接后无留金痕迹应该调大 base power  如果焊接后有明显压断痕迹，应该调小 base power and forceProduction issue 2nd 后 tail too short 原因： 管脚位置浮动． Bond power 太小或者太大 Bond force 太大或者太小 Action: 调整该焊点位置 如果报警后可以直接从capillary 穿下线，应该是base power较小，应该调大base power 或者减小base force 如果报警后线不能直接穿下capillary，必须把线拔除再穿的话，应该减小base power或者增大base force.四、铜线对生产效率和产品质量的影响1、产能相对较低---铜线硬度要强于金线，压焊过程中断丝几率和不粘相对增大，考虑到可焊性等因素，压焊速度相对较慢，正常情况下设备利用率是金线设备的2/3左右。
