[精品]晶圆制造工序.doc

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1、晶圆制造丁•序Nooslrich-'?: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來划分类别，图一屮不同类别的英文缩写名称原文为PD1D：PlasticDualInlinePackageSOP：SmallOutlinelockageSOJ：Smal1OutlineJ-LeadPackagePLCC:PlasticLeadedChipCarrierQFP：QuadFlatPackagePGA：PinGridArrayBGA：BallGridArray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

2、或脚座,如PDIP、PGA,另一种是贴附在电路板表面的焊垫上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。从半导体纽件的外观，只看到从包覆的胶体或陶瓷屮伸出的接脚，而半导体组件真正的的核心，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,这些接脚向外延仲并穿出胶体，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

3、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，经山焊线连接正极的脚。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一芯片，称为晶関制造：后一段是将晶中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，在本章节屮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(CRYSTALGROWTH):

4、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(S订icate)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，接下来用分懈及还原的方法将其纯化，形成电子级硅。如然电子级硅所含的硅的纯度很高，可达99.999999999%,但是结晶方式杂乱，又称为多晶硅，必需朿排成单晶结构，因此将电子级硅置入塩堀内加温融化，先将温度降低至一设定点，再以一块单晶硅为晶种，置入堆坍内，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堆期，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。随着晶种的旋转匕升,沾附的硅愈多，并且被拉引成表面粗糙的鬪柱

5、状结晶棒。拉引及旋转的速度愈慢则沽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):从塩堀屮拉出的晶柱，表面并不平整，经过丁业级钻石擁具的加工，携成平滑的圆柱，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冋收朿新冶炼。接着以以高彼度锯片或线鋸将圆柱切成片状的晶(Wafer)(摘自中徳公司目录)。(3)边缘研磨(EDGE-GRINDING):将片状晶圆的圆周边缘以擁具研擀成光滑的圆弧形，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，⑶增加未來制程中铺设光阻层或磊晶层的平坦度。(4)研磨(LAPPING)与蚀刻(ETCilING)

6、:山于受过机械的切削，晶囿表面粗糙，凹凸不平，及沾附切屑或污渍，因此先以化学溶液(11I711N03)蚀刻(Etching),去除部份切削痕迹，再经去离子纯水冲洗吹干后，进行表面研搐抛光，使晶関像镜面样平滑，以利后续制程。研擁抛光是机械与化学加工同时进行，机械加工是将晶闘放置在研牺机内，将加工面压贴在硏擀犁(PolishingPad)擦，并同时滴入具腐蚀性的化学溶剂当研擁液，让坯削与腐蚀同时产生。研膺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

7、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一包含各种高度洁净的清洗液与超音动处理一除去芯片表血的所有污染物质，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