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半導(dǎo)體制造工藝流程
發(fā)布時(shí)間:2022-04-15
          半導(dǎo)體制造的工藝過程由晶圓制造(Wafer Fabrication)、晶圓測試(Wafer Probe/Sorting)、芯片封裝(Assemble)、測試(Test)以及后期的成品(Finish Goods)入庫所組成。
 
          半導(dǎo)體器件制作工藝分為前道和后道工序,晶圓制造和測試被稱為前道(Front End)工序,而芯片的封裝、測試及成品入庫則被稱為后道(Back End)工序,前道和后道一般在不同的工廠分開處理。
 
          前道工序是從整塊硅圓片入手經(jīng)多次重復(fù)的制膜、氧化、擴(kuò)散,包括照相制版和光刻等工序,制成三極管、集成電路等半導(dǎo)體元件及電極等,開發(fā)材料的電子功能,以實(shí)現(xiàn)所要求的元器件特性。
 
          后道工序是從由硅圓片分切好的一個(gè)一個(gè)的芯片入手,進(jìn)行裝片、固定、鍵合聯(lián)接、塑料灌封、引出接線端子、按印檢查等工序,完成作為器件、部件的封裝體,以確保元器件的可靠性,并便于與外電路聯(lián)接。

晶圓制造
          晶圓制造主要是在晶圓上制作電路與鑲嵌電子元件(如電晶體、電容、邏輯閘等),是所需技術(shù)最復(fù)雜且資金投入最多的過程。以微處理器為例,其所需處理步驟可達(dá)數(shù)百道,而且所需加工機(jī)器先進(jìn)且昂貴。雖然詳細(xì)的處理程序是隨著產(chǎn)品種類和使用技術(shù)的變化而不斷變化,但其基本處理步驟通常是晶圓先經(jīng)過適當(dāng)?shù)那逑粗螅又M(jìn)行氧化及沉積處理,最后進(jìn)行微影、蝕刻及離子植入等反復(fù)步驟,最終完成晶圓上電路的加工與制作。
 
晶圓測試
          晶圓經(jīng)過劃片工藝后,表面上會(huì)形成一道一道小格,每個(gè)小格就是一個(gè)晶片或晶粒(Die),即一個(gè)獨(dú)立的集成電路。在一般情況下,一個(gè)晶圓上制作的晶片具有相同的規(guī)格,但是也有可能在同一個(gè)晶圓上制作規(guī)格等級(jí)不同的晶片。晶圓測試要完成兩個(gè)工作:一是對(duì)每一個(gè)晶片進(jìn)行驗(yàn)收測試,通過針測儀器(Probe)檢測每個(gè)晶片是否合格,不合格的晶片會(huì)被標(biāo)上記號(hào),以便在切割晶圓的時(shí)候?qū)⒉缓细窬Y選出來;二是對(duì)每個(gè)晶片進(jìn)行電氣特性(如功率等)檢測和分組,并作相應(yīng)的區(qū)分標(biāo)記。
 
芯片封裝
          首先,將切割好的晶片用膠水貼裝到框架襯墊(Substrate)上;其次,利用超細(xì)的金屬導(dǎo)線或者導(dǎo)電性樹脂將晶片的接合焊盤連接到框架襯墊的引腳,使晶片與外部電路相連,構(gòu)成特定規(guī)格的集成電路芯片(Bin);最后對(duì)獨(dú)立的芯片用塑料外殼加以封裝保護(hù),以保護(hù)芯片元件免受外力損壞。塑封之后,還要進(jìn)行一系列操作,如后固化(Post Mold Cure)、切筋(Trim)、成型(Form)和電鍍(Plating)等工藝。
 
芯片測試
          封裝好的芯片成功經(jīng)過烤機(jī)(Burn In)后需要進(jìn)行深度測試,測試包括初始測試(Initial Test)和最后測試(Final Test)。初始測試就是把封裝好的芯片放在各種環(huán)境下測試其電氣特性(如運(yùn)行速度、功耗、頻率等),挑選出失效的芯片,把正常工作的芯片按照電氣特性分為不同的級(jí)別。最后測試是對(duì)初始測試后的芯片進(jìn)行級(jí)別之間的轉(zhuǎn)換等操作。
 
成品入庫
          測試好的芯片經(jīng)過半成品倉庫后進(jìn)入最后的終加工,包括激光印字、出廠質(zhì)檢、成品封裝等,最后入庫。
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