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时间:2018-09-30
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1、《半导体IC制造流程》 一、晶圆处理制程 晶圆处理制程之主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子组件(如晶体管、电容体、逻辑闸等),为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程,以微处理器(Microprocessor)为例,其所需处理步骤可达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵,动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘量(Particle)均需控制的无尘室(Clean-Room),虽然详细的处理程序是随着产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗(Cle
2、aning)之后,接着进行氧化(Oxidation)及沈积,最后进行微影、蚀刻及离子植入等反复步骤,以完成晶圆上电路的加工与制作。 二、晶圆针测制程 经过WaferFab之制程后,晶圆上即形成一格格的小格,我们称之为晶方或是晶粒(Die),在一般情形下,同一片晶圆上皆制作相同的芯片,但是也有可能在同一片晶圆上制作不同规格的产品;这些晶圆必须通过芯片允收测试,晶粒将会一一经过针测(Probe)仪器以测试其电气特性,而不合格的的晶粒将会被标上记号(InkDot),此程序即称之为晶圆针测制程(Wafe
3、rProbe)。然后晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶粒,接着晶粒将依其电气特性分类(Sort)并分入不同的仓(DieBank),而不合格的晶粒将于下一个制程中丢弃。 三、IC构装制程 IC构装制程(Packaging)则是利用塑料或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路(IntegratedCircuit;简称IC),此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会向外拉出脚架(Pin),称之为打线,作为与外界电路板连接之用。 四、测试制程
4、 半导体制造最后一个制程为测试,测试制程可分成初步测试与最终测试,其主要目的除了为保证顾客所要的货无缺点外,也将依规格划分IC的等级。在初步测试阶段,包装后的晶粒将会被置于各种环境下测试其电气特性,例如消耗功率、速度、电压容忍度...等。测试后的IC将会将会依其电气特性划分等级而置入不同的Bin中(此过程称之为BinSplits),最后因应顾客之需求规格,于相对应的Bin中取出部份IC做特殊的测试及烧机(Burn-In),此即为最终测试。最终测试的成品将被贴上规格卷标(Brand)并加以包装而
5、后交与顾客。未通过的测试的产品将被降级(Downgrading)或丢弃。 《晶柱成长制程》 硅晶柱的长成,首先需要将纯度相当高的硅矿放入熔炉中,并加入预先设定好的金属物质,使产生出来的硅晶柱拥有要求的电性特质,接着需要将所有物质融化后再长成单晶的硅晶柱,以下将对所有晶柱长成制程做介绍。 长晶主要程序︰ 融化(MeltDown) 此过程是将置放于石英坩锅内的块状复晶硅加热制高于摄氏1420度的融化温度之上,此阶段中最重要的参数为坩锅的位置与热量的供应,若使用较大的功率来融化复晶硅,石英坩锅的寿命
6、会降低,反之功率太低则融化的过程费时太久,影响整体的产能。颈部成长(NeckGrowth) 当硅融浆的温度稳定之后,将<1.0.0>方向的晶种渐渐注入液中,接着将晶种往上拉升,并使直径缩小到一定(约6mm),维持此直径并拉长10-20cm,以消除晶种内的排差(dislocation),此种零排差(dislocation-free)的控制主要为将排差局限在颈部的成长。 晶冠成长(CrownGrowth) 长完颈部后,慢慢地降低拉速与温度,使颈部的直径逐渐增加到所需的大小。 晶体成长(BodyG
7、rowth)利用拉速与温度变化的调整来迟维持固定的晶棒直径,所以坩锅必须不断的上升来维持固定的液面高度,于是由坩锅传到晶棒及液面的辐射热会逐渐增加,此辐射热源将致使固业界面的温度梯度逐渐变小,所以在晶棒成长阶段的拉速必须逐渐地降低,以避免晶棒扭曲的现象产生。 尾部成长(TailGrowth) 当晶体成长到固定(需要)的长度后,晶棒的直径必须逐渐地缩小,直到与液面分开,此乃避免因热应力造成排差与滑移面现象。《晶柱切片后处理》 硅晶柱长成后,整个晶圆的制作才到了一半,接下必须将晶柱做裁切与检测,裁
8、切掉头尾的晶棒将会进行外径研磨、切片等一连串的处理,最后才能成为一片片价值非凡的晶圆,以下将对晶柱的后处理制程做介绍。切片(Slicing) 长久以来经援切片都是采用内径锯,其锯片是一环状薄叶片,内径边缘镶有钻石颗粒,晶棒在切片前预先黏贴一石墨板,不仅有利于切片的夹持,更可以避免在最后切断阶段时锯片离开晶棒所造的破裂。切片晶圆的厚度、弓形度(bow)及挠屈度(warp)等特性为制程管制要点。影响晶圆质量的因素除了切割机台本身的稳定度与设计外,锯片的张力状况及钻石锐利度的保持都有很
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