芯片切割工艺制程 ppt课件

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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

图解芯片制作工艺流程PPT学习教案

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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。
第17页/共40页
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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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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。
第20页/共4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第21所页/共4不0页同。
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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，以便和其它晶第22体页/共4管0页互连。
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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)。第30页/共40页

晶圆激光切割与刀片切割工艺介绍PPT课件

半导体器件
+ 半导体器件分类
半导体器件
半导体分立器件半导体集成电路
局部器件可用于激光划片
发光二极管，三极管，整流桥，可控硅，触发管 IGBT,VNOS管等
光电，显示，语音，功率，敏感，电真空，储存，微处理器件等
我们的应用范围
+ 以现在我们所掌握的技术，目前我们只能在一种在半导体行业内称为 GPP (Glass passivation Process) 的工艺所生产的台面二极管、方片可控硅、触发管晶圆的划片中应用，与传统的划片工艺相比有较大优势，目前国内有很多家工厂生产这种工艺制造的 GPP 晶圆及其成品。
有无损耗
需去离子水，更换刀具，损耗大损耗很小
+ 名词解释 + 应用范围 + 传统划片工艺介绍 + 激光划片工艺介绍 + 两种工艺比照介绍 + 后期运行本钱比较
目录
什么是晶圆划片？
+ 晶圆划片(即切割〕是半导体芯片制造工艺流程中的一道必不可少的工序，在晶圆制造中属后道工序。将做好芯片的整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片〔晶粒〕，称之为晶圆划片。
5.旋转砂轮式划片〔Dicing Saw〕需要刀片冷却水和切割水，均为去离子水〔DI 纯水〕
6.刀片切割刀片需要频繁的更换，后期运行本钱较高。
新型划片---激光
激光属于无接触式加工，不对晶圆产生机械应力的作用，对晶圆损伤较小。
由于激光在聚焦上的优点, 聚焦点可小到亚微米数量级, 从而对晶圆的微处理更具优越性, 可以进行小部件的加工; 即使在不高的脉冲能量水平下, 也能得到较高的能量密度, 有效地进行材料加工。
比照表格
传统划片方式（砂轮）

芯片制造过程课件

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)。
单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999％。第一阶段合影
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？
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。
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。
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。
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。

芯片切割工艺制

芯片切割工艺制的未来市场前景
市场需求持续增长
随着电子、通信、新能源等行业的快速发展，芯片切割工艺制的市场需求将持续增长。
技术创新推动市场
拓展
芯片切割工艺制的技术创新将不断推动市场拓展，为更多行业提供优质的产品和服务。
国际竞争加剧
随着国际市场的不断开放和技术交流的加强，芯片切割工艺制的国际竞争将加剧，企业需要不断提升自身技术实力和品牌影响力。
02
芯片切割工艺制基础知识
芯片切割工艺制的基本原理
芯片切割工艺制的基本原理是利用物理或化学的方法将芯片从晶圆上分离，以便进行后续的封装和测试。
物理方法包括机械切割、激光切割等，而化学方法则包括腐蚀、化学刻蚀等。
不同的切割工艺适用于不同的芯片类型和材料，选择合适的切割工艺是保证芯片质量的关键。
THANKS
感谢观看
05
芯片切割工艺制的挑战与解决方案
切割精度问题及解决方案
01
02
03
04
05
总结词：切割精度是芯片切割工艺中的关键问题，直接影响到芯片的性能和可靠性。
详细描述：在芯片切割过程中，由于设备、材料、工艺参数等因素的影响，往往会导致切割精度不足，使得芯片的尺寸、形状和位置等参数与设计要求存在偏差。为了解决这一问题，可以采取以下措施
在其他领域中的应用
光学元件制造
01
在光学元件制造中，芯片切割技术可用于制造各种光学元件，
如透镜、反射镜等。
医疗器械制造
02
在医疗器械制造中，芯片切割技术可用于制造各种医疗器械，
如心脏起搏器、植入式医疗器械等。
科研领域
03
在科研领域中，芯片切割技术可用于制备各种材料和器件，如

芯片生产工艺流程ppt课件

SiO 2
外延层
发射区
基区
集电区
55
背金合金
SiO 2
外延层
发射区
基区
集电区
56
芯片测试
SiO 2
外延层
发射区
基区
集电区
测试系统
57
N型片制造（一般）工艺流程
N
一次氧化
基区光刻
干氧氧化
硼离子注入
基区扩散
发射区光刻
发射区磷预淀积
发射区扩散
发射区低温氧化
氢气处理
3次光刻
铝蒸发
四次光刻
氮氢合金
铝上CVD
先进光刻曝光设备
11
单项工艺-光刻(2)
现场用光刻曝光设备
12
单项工艺-光刻(3)
检查用显微镜
13
单项工艺-光刻(4)
清洗
淀积/生长隔离层
（SiO2 Si3N4 金属…）
匀胶
-HMDS喷淋（增加Si的粘性） -匀光刻胶
14
单项工艺-光刻(5)
前烘
-增加黏附作用 -促进有机溶剂挥发
对版
-对每个圆片必须按要求对版
匀胶
-用弧光灯将光刻版上的图案转移到光刻胶上。
15
单项工艺-光刻(6)
显影/漂洗
-将圆片进行显影/漂洗，不需要的的光刻胶溶解到有机溶剂。
坚
膜
-硬化光刻胶。 -增加与硅片的附着性。
腐蚀
-干法腐蚀/湿法腐蚀
去胶
16
单项工艺-光刻(7)
光刻工艺过程
17
单项工艺-CVD（1）
18
单项工艺-CVD（2）
溅射原理示意图
27
单相工艺-蒸发（3）

LED芯片制程简介PPT课件

型
及绿色荧光粉
高,光色及色温可调
晕现象,但较不明显
UV-LED配合红、绿、兰三色荧光粉
高演色性,光色及色温可调, 使用高效率荧光粉提先发光效率,光色不均不随电流变化
粉体混合数为因难，高效率粉体不易寻找
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
周期 2 3 4 5 6
II
镁 Mg 锌 Zn 镉 Cd 汞 Hg
III 硼B 铝 A1 镓 Ga 铟 IN
IV 碳C 矽 Si 锗 Ge 锡 Sn 铅 Pb
V 氮N 磷P 砷 As 锑 Sb 鈊 Bi
VI 氧O 硫S 硒 Se 碲 Te
单晶成长
①柴可拉斯基液封式长晶法 (LEC)
②布吉曼水平式长晶法 (HB)
磊晶法
MOCVD LPE
MOCVD MOCVD MOCVD MOCVD MOCVD
MBE LPE LPE VPE CVD
元件形成
DH DH DH MQW MQW DH MQW DH SH SH SH SH
备注
晶片电极制作
金属化制程
①热阻式蒸镀用于取低溶点的金属,如铝(AL)、金(AU)、镍（NI）
②电子枪蒸镀 (右图) 目前LED制程最普遍使用
③电浆溅镀(PLasma) 广泛应用于半导体制程
金属蒸气
晶圆
坩锅
电子束金属
电子束产生器
抽真空
大电流
微影制程(光罩,蚀刻)
光源(汞弧光灯)

芯片切割工艺制程

02
芯片切割工艺流程
晶圆制备
80%
选用高纯度硅片
选用高纯度单晶硅作为晶圆基底，确保芯片制造的质量和稳定性。
100%
研磨与抛光
对硅片进行研磨和抛光处理，使其表面光滑平整，减少杂质和缺陷。
80%
清洗与干燥
对硅片进行严格的清洗和干燥，去除表面污垢和残留物，确保无尘埃和杂质。
晶圆涂胶
涂胶材料选择
机械切割技术精度和速度相对较低，对材料和切割形状有一定的限制。
等离子切割技术
等离子切割技术利用高温等离子弧对芯片进行切割，通过快速熔化和汽化实现分离。
等离子切割技术具有高精度、高速度和宽切割范围的特点，适用于各种材料和复杂形状的切割。
等离子切割技术需要专业的设备和熟练的操作人员，成本较高。
胶水需要具备耐高温、耐化学腐蚀等特性，以确保在切割过程中不会发生变形或脱落。
胶水的粘度、固化时间和粘附力等参数对切割效果和硅片质量具有重要影响。
胶水的选择和使用需要考虑到安全性和环保性，避免对操作人员和环境造成危害。
其他辅助材料
在芯片切割工艺中，除了主要的硅片、切割液和胶水外，还需要其他辅助材料。
硅片通常采用高纯度单晶硅作为原料，经过切割、研磨、抛光等工艺处理后制成。
硅片的尺寸和厚度对芯片的制造过程和性能具有重要影响，需要根据不同的应用需求进行选择。
硅片的表面质量、晶体结构和纯度等参数对芯片的性能和可靠性产生直接影响。
切割液材料
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切割液是芯片切割工艺中必不可少的辅助材料，主要起到冷却、润滑和清洗的作用。
切割液是芯片切割工艺中必不可少的辅助材料，主要起到冷却、润滑和清洗的作用。

图解芯片制作工艺流程图 PPT

单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重约100千克，硅纯度99.9999％。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
处理晶圆的机器
• 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？
• 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。
图解芯片制作工艺流程图
INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
• 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。
• 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)。
• 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。
• 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。
• 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。

图解芯片制作工艺流程图ppt课件

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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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• 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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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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5
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6
• 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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大家知道晶圆很薄很脆，切割道又很窄。所以在切割时就要控制产生chipping的大小，脆崩太大，IC就有可能报废。
我们的切割机是双刀， (20)
芯片切割工艺制程
UV SYSTEM
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芯片切割工艺制程
芯片切割工艺制程
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芯片切割工艺制程
绷片
切割
拣片
UV照射
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芯片切割工艺制程
晶圆切割（Die saw)，有时也叫“划片”(Dicing)。一个晶圆上做出来的独立的IC有几百个到几千个甚至上万个，切割的目的是将整个晶圆上每一个独立的IC通过高速旋转的金刚石刀片切割开来，为后面的工序做准备。
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芯片切割工艺制程
我们选用的这台切割机是全自动切割机。在自动生产前，先手动送进一片Wafer量测切割道宽度，AL pad 大小，并检查确认Die size等。
我们叫“教读”的过程，实际就是人机对话，由操作者通过参数的设定来告诉机器你要怎么样来切，模拟切割一次，参数都调好以后再进行全自动切割。
而这一步的UV照射时间和UV照度的控制，则是一个技术关键。
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拣片（CHIP SORTING）
这是一台全自动的芯片挑选机。其主要功能就是将好的芯片从切割好的的膜上拣出来放到 Tray盘中。
简单来说，就是用顶针在蓝膜下将CHIP 顶起来，上面用真空吸嘴将CHIP一个个地吸起，然后放入Tray盘中。
前面提到在绷片时要求膜的粘性够强，才能使切割时不致造成飞片。
但下一步工序中要把切割好的IC挑选出来放到特定的容器——Tray盘中。那就要求膜的粘性不能太大，否则会给挑选增加难度。
选用UV膜的好处是，不经UV照射时膜的粘性很强，而经过UV照射后又可使其粘性下降，恰好满足了我们的工作要求。
FRAME
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芯片切割工艺制程
在切割的过程中，刀片的转速往往达到几万转/分钟，而切割道的宽度往往只有几十到一百微米，所以对于设备的要求也是很高的。如果前面绷膜的时候晶圆粘贴不牢靠或者有气泡存在，切割开来的硅片（Die）就会从蓝膜上飞出来，称作飞片。
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值得一提的是在切割过程中我们又会用到一台辅助的设备叫CO2纯水机。因为切割中要用DI 水来冲去切割产生的废渣，同时释放切割中产生的静电，避免对器件产生危害，这台CO2纯水机就是通过特定的方法将CO2气溶于DI水中来降低水的阻抗，从而释放静电。
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芯片切割工艺制程
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芯片切割工艺制程
绷片（Wafer
Mounter)——是一道辅
助工序，主要是给晶圆的
晶
背面贴上一层有弹性和一
圆
定粘性的蓝膜，并固定在
一个直径稍大的金属框架
上，以利于后面的加工。
为了避免粘贴不牢靠而造蓝膜
成切割过程中的飞片问题，
在绷膜的过程中要加
60~80度的温度。
芯片切割工艺制程
飞片是非常危险的，第一是会造成成品率的下降，第二是飞出来的硅片可能会造成临近硅片的物理损伤。这就是为什么刀片需要这么高的转速的一个原因。
半自动绷片机
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芯片切割工艺制程
特点：
High Throughput High Cutting Quality High Reliability Easy Operation
CHIP
COLLET
TAPE
NEEDLE
Tray盘
芯片切割工艺制程
谢谢各位！