?

關(guān)于晶圓封裝測試工序和半導體制造工藝流程

?

一、 IC檢測

1. 缺陷檢查Defect Inspection

2. DR-SEM(Defect Review Scanning Electron Microscopy)

?

用來檢測出晶圓上是否有瑕疵，主要是微塵粒子、刮痕、殘留物等問題。此外，對已印有電路圖案的圖案晶圓成品而言，則需要進行深次微米范圍之瑕疵檢測。一般來說，圖案晶圓檢測系統(tǒng)系以白光或雷射光來照射晶圓表面。再由一或多組偵測器接收自晶圓表面繞射出來的光線，并將該影像交由高功能軟件進行底層圖案消除，以辨識并發(fā)現(xiàn)瑕疵。

?

3. CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement)

?

對蝕刻后的圖案作精確的尺寸檢測。

?

二、 IC封裝

?

1. 構(gòu)裝（Packaging）

?

IC構(gòu)裝依使用材料可分為陶瓷（ceramic）及塑膠（plastic）兩種，而目前商業(yè)應用上則以塑膠構(gòu)裝為主。以塑膠構(gòu)裝中打線接合為例，其步驟依序為晶片切割（die saw）、黏晶（die mount / die bond）、焊線（wire bond）、封膠（mold）、剪切/成形（trim / form）、印字（mark）、電鍍（plating）及檢驗（inspection）等。

?

(1) 晶片切割（die saw）

?

晶片切割之目的為將前制程加工完成之晶圓上一顆顆之晶粒（die）切割分離。舉例來說：以0.2微米制程技術(shù)生產(chǎn)，每片八寸晶圓上可制作近六百顆以上的64M微量。

?

欲進行晶片切割，首先必須進行晶圓黏片，而后再送至晶片切割機上進行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于膠帶上，而框架的支撐避免了膠帶的皺褶與晶粒之相互碰撞。

?

(2) 黏晶（die mount / die bond）

?

黏晶之目的乃將一顆顆之晶粒置于導線架上并以銀膠（epoxy）粘著固定。黏晶完成后之導線架則經(jīng)由傳輸設備送至彈匣（magazine）內(nèi)，以送至下一制程進行焊線。

?

(3) 焊線（wire bond）

?

IC構(gòu)裝制程（Packaging）則是利用塑膠或陶瓷包裝晶粒與配線以成集成電路（Integrated Circuit；簡稱IC），此制程的目的是為了制造出所生產(chǎn)的電路的保護層，避免電路受到機械性刮傷或是高溫破壞。最后整個集成電路的周圍會向外拉出腳架（Pin），稱之為打線，作為與外界電路板連接之用。

?

(4) 封膠（mold）

?

封膠之主要目的為防止?jié)駳庥赏獠壳秩?、以機械方式支持導線、內(nèi)部產(chǎn)生熱量之去除及提供能夠手持之形體。其過程為將導線架置于框架上并預熱，再將框架置于壓模機上的構(gòu)裝模上，再以樹脂充填并待硬化。

?

(5) 剪切/成形（trim / form）

?

剪切之目的為將導線架上構(gòu)裝完成之晶粒獨立分開，并把不需要的連接用材料及部份凸出之樹脂切除（dejunk）。成形之目的則是將外引腳壓成各種預先設計好之形狀 ，以便于裝置于電路板上使用。剪切與成形主要由一部沖壓機配上多套不同制程之模具，加上進料及出料機構(gòu)所組成。

?

(6) 印字（mark）及電鍍（plating）

?

印字乃將字體印于構(gòu)裝完的膠體之上，其目的在于注明商品之規(guī)格及制造者等資訊。

?

(7) 檢驗（inspection）

?

晶片切割之目的為將前制程加工完成之晶圓上一顆顆之檢驗之目的為確定構(gòu)裝完成之產(chǎn)品是否合與使用。其中項目包括諸如：外引腳之平整性、共面度、腳距、印字是否清晰及膠體是否有損傷等的外觀檢驗。

?

?

(8) 封裝

?

制程處理的最后一道手續(xù)，通常還包含了打線的過程。以金線連接芯片與導線架的線路，再封裝絕緣的塑料或陶瓷外殼，并測試集成電路功能是否正常。

?

?

2. 測試制程（Initial Test and Final Test）

?

(1) 芯片測試（wafer sort）

?

(2) 芯片目檢（die visual）

?

(3) 芯片粘貼測試（die attach）

?

(4) 壓焊強度測試（lead bond strength）

?

(5) 穩(wěn)定性烘焙（stabilization bake）

?

(6) 溫度循環(huán)測試（temperature cycle）

?

(7) 離心測試（constant acceleration）

?

(8) 滲漏測試（leak test）

?

(9) 高低溫電測試

?

(10) 高溫老化（burn-in）

?

(11) 老化后測試（post-burn-in electrical test

?

B.半導體制造工藝流程

NPN高頻小功率晶體管制造的工藝流程為：

外延片——編批——清洗——水汽氧化——一次光刻——檢查——清洗——干氧氧化——硼注入——清洗—— UDO淀積——清洗——硼再擴散——二次光刻——檢查——單結(jié)測試——清洗——干氧氧化——磷注入——清洗——鋁下CVD——清洗——發(fā)射區(qū)再擴散——三次光刻——檢查——雙結(jié)測試——清洗——鋁蒸發(fā)——四次光刻——檢查——氫氣合金——正向測試——清洗——鋁上CVD——檢查——五次光刻——檢查——氮氣烘焙——檢查——中測——中測檢查——粘片——減薄——減薄后處理——檢查——清洗——背面蒸發(fā)——貼膜——劃片——檢查——裂片——外觀檢查——綜合檢查——入中間庫。

?

PNP小功率晶體管制造的工藝流程為：

外延片——編批——擦片——前處理——一次氧化——QC檢查（tox） ——一次光刻——QC檢查——前處理——基區(qū)CSD涂覆——CSD預淀積——后處理——QC檢查（R□）——前處理——基區(qū)氧化擴散——QC檢查（tox、R□）——二次光刻——QC檢查——單結(jié)測試——前處理——POCl3預淀積——后處理（P液）——QC檢查——前處理——發(fā)射區(qū)氧化——QC 檢查（tox）——前處理——發(fā)射區(qū)再擴散（R□）——前處理——鋁下CVD——QC檢查（tox、R□）——前處理——HCl氧化——前處理——氫氣處理——三次光刻——QC檢查——追擴散——雙結(jié)測試——前處理——鋁蒸發(fā)——QC檢查（tAl）——四次光刻——QC檢查——前處理——氮氣合金——氮氣烘焙——QC檢查（ts）——五次光刻——QC檢查——大片測試——中測——中測檢查（——粘片——減薄——減薄后處理——檢查——清洗——背面蒸發(fā)—— 貼膜——劃片——檢查——裂片——外觀檢查）——綜合檢查——入中間庫。

?

GR平面品種（小功率三極管）工藝流程為：

編批——擦片 ——前處理——一次氧化——QC檢查（tox）——一次光刻——QC檢查——前處理——基區(qū)干氧氧化——QC檢查（tox）——一GR光刻（不腐蝕）—— GR硼注入——濕法去膠——前處理——GR基區(qū)擴散——QC檢查（Xj、R□）——硼注入——前處理——基區(qū)擴散與氧化——QC檢查（Xj、tox、 R□）——二次光刻——QC檢查——單結(jié)測試——前處理——發(fā)射區(qū)干氧氧化——QC檢查（tox）——磷注入——前處理——發(fā)射區(qū)氧化和再擴散——前處理 ——POCl3預淀積（R□）——后處理——前處理——鋁下CVD——QC檢查（tox）——前處理——氮氣退火——三次光刻——QC檢查——雙結(jié)測試 ——前處理——鋁蒸發(fā)——QC檢查（tAl）——四次光刻——QC檢查——前處理——氮氣合金——氮氣烘焙——正向測試——五次光刻——QC檢查——大片測試——中測編批——中測——中測檢查——入中間庫。

?

雙基區(qū)節(jié)能燈品種工藝流程為：

編批——擦片——前處理——一次氧化——QC 檢查（tox）——一次光刻——QC檢查——前處理——基區(qū)干氧氧化——QC檢查（tox）——一硼注入——前處理——基區(qū)擴散——后處理——QC檢查（Xj、R□）——前處理——基區(qū)CSD涂覆——CSD預淀積——后處理——QC檢查（R□）——前處理——基區(qū)氧化與擴散——QC檢查（Xj、tox、 R□）——二次光刻——QC檢查——單結(jié)測試——磷注入——前處理——發(fā)射區(qū)氧化——前處理——發(fā)射區(qū)再擴散——前處理——POCl3預淀積（R□）—— 后處理——前處理——HCl退火、N2退火——三次光刻——QC檢查——雙結(jié)測試——前處理——鋁蒸發(fā)——QC檢查（tAl）——四次光刻——QC檢查 ——前處理——氮氫合金——氮氣烘焙——正向測試（ts）——外協(xié)作（ts）——前處理——五次光刻——QC檢查——大片測試——測試ts——中測編批 ——中測——中測檢查——入中間庫。

?

變?nèi)莨苤圃斓墓に嚵鞒虨椋?/span>

外延片——編批——擦片——前處理——一次氧化——QC檢查—— N+光刻——QC檢查——前處理——干氧氧化——QC檢查——P+注入——前處理——N+擴散——P+光刻——QC檢查——硼注入1——前處理—— CVD（LTO）——QC檢查——硼注入2——前處理——LPCVD——QC檢查——前處理——P+擴散——特性光刻——電容測試——是否再加擴——電容測試——......（直到達到電容測試要求）——三次光刻——QC檢查——前處理——鋁蒸發(fā)——QC檢查（tAl）——鋁反刻——QC檢查——前處理 ——氫氣合金——氮氣烘焙——大片測試——中測——電容測試——粘片——減薄——QC檢查——前處理——背面蒸發(fā)——綜合檢查——入中間庫。

P+擴散時間越長，相同條件下電容越小。

?

穩(wěn)壓管（N襯底）制造的工藝流程為：

外延片——編批——擦片——前處理——一次氧化——QC檢查——P+光刻——QC檢查——前處理——干氧氧化——QC檢查——硼注入——前處理——鋁下 UDO——QC檢查——前處理——P+擴散——特性光刻——擴散測試（反向測試）——前處理——是否要P+追擴——三次光刻——QC檢查——前處理——鋁蒸發(fā)——QC檢查（tAl）——四次光刻——QC檢查——前處理——氮氣合金——氮氣烘焙——大片測試——中測。

P+擴散時間越長，相同條件下反向擊穿電壓越高。

?

肖特基二極管基本的制造工藝流程為：

編批——擦片——前處理——一次氧化——QC檢查（tox）——P+光刻——QC檢查——硼注入——前處理——P+擴散與氧化——QC檢查（Xj，R□，tox）——三次光刻——QC檢查——前處理——鉻濺射前泡酸——鉻濺射——QC檢查（tcr）——先行片熱處理——先行片后處理——特性檢測（先行片：VBR，IR）——熱處理——后處理——特性測試（VBR，IR）——前處理——鈦/鋁蒸發(fā)——QC檢查（tAl）——四次光刻——QC檢查——前處理——氮氣合金先行（VBR，IR）——氮氣合金——特性測試（VBR，IR）——大片測試——中測——反向測試（抗靜電測試）——中測檢驗 ——如中轉(zhuǎn)庫。

更多晶圓電鍍刻蝕腐蝕清洗相關(guān)的設備可以關(guān)注華林科納（江蘇）半導體CSE網(wǎng)站：http://www.staroverink.com/