1、晶圓代工
晶圓代工是指借助載有電路信息的光掩模,經(jīng)過光刻和刻蝕等工藝流程的多次循環(huán),逐層集成,并經(jīng)離子注入、退火、擴散、化學(xué)氣相沉積、化學(xué)機械研磨等流程,最終在晶圓上實現(xiàn)特定的集成電路結(jié)構(gòu)。晶圓代工的主要工藝流程如下:
(1)晶圓清洗
晶圓清洗是指通過將晶圓沉浸在不同的清洗藥劑內(nèi)或通過噴頭將調(diào)配好的清洗液藥劑噴射于晶圓表面進行清洗,再通過超純水進行二次清洗,以去除晶圓表面的雜質(zhì)顆粒和殘留物,確保后續(xù)工藝步驟的準(zhǔn)確進行。
(2)光刻
光刻的主要環(huán)節(jié)包括涂膠、曝光和顯影,具體如下:
①涂膠
涂膠是指通過旋轉(zhuǎn)晶圓的方式在晶圓上形成一層光刻膠。
②曝光
曝光是指先將光掩模上的圖形與晶圓上的圖形對準(zhǔn),然后用特定的光照射。光能激活光刻膠中的光敏成分,從而將光掩模上的電路圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠上。
③顯影
顯影是用顯影液溶解曝光后光刻膠中的可溶解部分,將光掩模上的圖形準(zhǔn)確地用晶圓上的光刻膠圖形顯現(xiàn)出來。
(3)刻蝕
刻蝕是指未被光刻膠覆蓋的材料被選擇性去除的過程,主要分為干法刻蝕和濕法刻蝕,干法刻蝕主要利用等離子體對特定物質(zhì)進行刻蝕,濕法刻蝕主要通過液態(tài)化學(xué)品對特定物質(zhì)進行刻蝕。
(4)離子注入、退火
離子注入是指將硼、磷、砷等離子束加速到一定能量,然后注入晶圓材料的表層內(nèi),以改變材料表層物質(zhì)特性的工藝。退火是指將晶圓放置于較高溫度的環(huán)境中,使得晶圓表面或內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,以達到特定性能的工藝。
(5)擴散
擴散是指在高溫環(huán)境下通過讓雜質(zhì)離子從較高濃度區(qū)域向較低濃度區(qū)域的轉(zhuǎn)移,在晶圓內(nèi)摻入一定量的雜質(zhì)離子,改變和控制晶圓內(nèi)雜質(zhì)的類型、濃度和分布,從而改變晶圓表面的電導(dǎo)率。
(6)化學(xué)氣相沉積
化學(xué)氣相沉積是指不同分壓的多種氣相狀態(tài)反應(yīng)物在一定溫度和氣壓下在襯底表面上進行化學(xué)反應(yīng),生成的固態(tài)物質(zhì)沉積在晶圓表面,從而獲得所需薄膜的工藝技術(shù)。
(7)化學(xué)機械研磨化學(xué)機械研磨是指同時利用機械力的摩擦原理及化學(xué)反應(yīng),借助研磨顆粒,以機械摩擦的方式,將物質(zhì)從晶圓表面逐層剝離以實現(xiàn)晶圓表面的平坦化。
(8)晶圓(加工后)檢測
晶圓檢測是指用探針對生產(chǎn)加工完成后的晶圓產(chǎn)品上的集成電路或半導(dǎo)體元器件功能進行測試,驗證是否符合產(chǎn)品規(guī)格。
(9)包裝
包裝是指對檢測通過的生產(chǎn)加工完成后的晶圓進行真空包裝。
2、封裝測試
封裝是指將芯片上的接點用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上,并通過印制板與其他器件建立連接,起到安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用。封裝測試的主要工藝流程如下:
(1)晶圓減薄
晶圓減薄是指減少晶圓背面一定區(qū)域的厚度,并且在晶圓邊緣保留一定厚度,這樣既保證了晶圓厚度的要求,同時增加了晶圓的整體強度。
(2)晶圓背金屬
晶圓背金屬是指在晶圓的背面鍍上金屬以便與裝片膠進行接合。
(3)劃片
劃片是指將整片晶圓按照大小分割成單一的芯片。
(4)貼片
貼片是指通過取放裝置將芯片從劃片后的晶圓上取下,放置在對應(yīng)的框架或基板上的過程。
(5)鍵合
鍵合是使用金屬線(片)連接芯片與框架或基板的工藝技術(shù),實現(xiàn)芯片與框架或基板間的電氣互連、芯片散熱以及芯片間的信息互通功能。
(6)塑封
塑封是指利用環(huán)氧膜塑料,在相應(yīng)的模具上通過高溫、高壓把鍵合好的產(chǎn)品包封起來,用以隔絕濕氣與外在環(huán)境的污染,以達到保護芯片的目的。
(7)電鍍
電鍍是指在含有某種金屬離子的電解質(zhì)溶液中,將待鍍件作為陰極,通過一定波形的低壓直流電,使得金屬離子不斷在陰極沉積為金屬薄層的加工過程。
(8)打印
打印也稱為打標(biāo),是指在半導(dǎo)體器件的表面上進行標(biāo)記。
(9)切筋成形
切筋成形是指切除引線框架上連接引腳的橫筋及邊筋,并將引腳彎成一定的形狀,以適合后期裝配的需要。
(10)測試
測試是指根據(jù)半導(dǎo)體器件的類型,就其功能及特點進行的電性能測試,來確保器件性能及可靠性。
(11)包裝
包裝是指對性能測試通過的產(chǎn)品進行包裝。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:?技術(shù)前沿:芯片晶圓代工和封測工藝流程
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