集成电路晶圆测试基础
半导体测试原理
半导体测试公司简介Integrated Device Manufacturer (IDM):半导体公司，集成了设计和制造业务。
IBM：（International Business Machines Corporation）国际商业机器公司，总部在美国纽约州阿蒙克市。
Intel：英特尔，全球最大的半导体芯片制造商，总部位于美国加利弗尼亚州圣克拉拉市。
Texas Instruments：简称TI，德州仪器，全球领先的数字信号处理与模拟技术半导体供应商。
总部位于美国得克萨斯州的达拉斯。
Samsung：三星，韩国最大的企业集团，业务涉及多个领域,主要包括半导体、移动电话、显示器、笔记本、电视机、电冰箱、空调、数码摄像机等。
STMicroelectronics：意法半导体，意大利SGS半导体公司和法国Thomson半导体合并后的新企业，公司总部设在瑞士日内瓦。
是全球第五大半导体厂商。
Strategic Outsourcing Model（战略外包模式）：一种新的业务模式，使IDM厂商外包前沿的设计，同时保持工艺技术开发Motorola：摩托罗拉。
总部在美国伊利诺斯州。
是全球芯片制造、电子通讯的领导者。
ADI：（Analog Devices, Inc）亚德诺半导体技术公司，公司总部设在美国，高性能模拟集成电路（IC）制造商，产品广泛用于模拟信号和数字信号处理领域。
Fabless:是半导体集成电路行业中无生产线设计公司的简称。
专注于设计与销售应用半导体晶片，将半导体的生产制造外包给专业晶圆代工制造厂商。
一般的fabless公司至少外包百分之七十五的晶圆生产给别的代工厂。
Qualcomm：高通，公司总部在美国。
以CDMA(码分多址)数字技术为基础，开发并提供富于创意的数字无线通信产品和服务。
如今，美国高通公司正积极倡导全球快速部署3G网络、手机及应用。
Broadcom：博通，总部在美国，全球领先的有线和无线通信半导体公司。
集成电路晶圆测试基础
载流子——可以自由移动的带电粒子。
电导率——与材料单位体积中所含载流子数 有关，载流子浓度越高，电导率越高。
电子空穴对
当T=0K和无外界激发时，导体中没有栽流子，不导电。当 温度升高或受到光的照射时，价电子能量增高，有的价电子 可以挣脱原子核的束缚，而参与导电，成为自由电子——本 证激发。
本征激发
半导体的基本知识
根据物体导电能力(电阻率)的不同，划分为导体、绝缘 体和半导体。 半导体的电阻率为10-3～109 cm。典型的半导体有硅 Si和锗Ge以及砷化镓GaAs等。 半导体的特点： 1）导电能力不同于导体、绝缘体； 2）受外界光和热刺激时电导率发生很大变化——光敏元件、 热敏元件； 3）掺进微量杂质，导电能力显著增加——半导体。
引言
集成电路按生产过程分类可归纳为前道测 试和后到测试；集成电路测试技术员必须 了解并熟悉测试对象—硅晶圆。 测试技术员应该了解硅片的几何尺寸形状、 加工工艺流程、主要质量指标和基本检测 方法；
硅片，是晶体材料的 重要组成部分，处于新材料发展的前沿。其主要 用途是用作半导体材料和利用太阳能光伏发电、 供热等。由于太阳能具有清洁、环保、方便等诸 多优势，在地壳中含量达27%的硅元素，为单晶 硅的生产提供了取之不尽的源泉。 非晶硅是一种直接能带半导体，也就是没有和周 围的硅原子成键的电子，这些电子在电场作用下 就可以产生电流，因而非晶硅可以做得很薄，还 有制作成本低的优点．
二极管按结构分有点接触型、面接触型二大类。 PN结面积小，结电容小， (1) 点接触型二极管
用于检波和变频等高频电路。
(2) 面接触型二极管
PN结面积大，用 于大电流整流电路。
2.2 晶圆
通过芯片制造工艺，在圆硅片上已经形成 了芯片阵列的硅圆片，被称为“晶圆”。 “晶圆”有别于硅片，通常把还没有经过 芯片制造工艺的原始圆硅片简称为“硅 片”。
集成电路制造中的半导体器件工艺
集成电路制造中的半导体器件工艺绪论随着信息技术的飞速发展，集成电路制造技术已成为现代电子工业的核心领域。
集成电路是现代电子产品的基础，在计算机、通讯、军事和工业等领域都有着广泛的应用。
而半导体器件工艺是集成电路制造技术的基石，其质量和效率直接决定了集成电路的性能和成本。
本文将从半导体制造的基本流程、光刻工艺、薄膜工艺、化学机械抛光、多晶硅工艺和后台工艺六个方面详细介绍集成电路制造中的半导体器件工艺。
一、半导体制造的基本流程半导体芯片制造的基本流程包括晶圆制备、芯片制造和包装封装。
具体流程如下：晶圆制备：晶圆是半导体器件制造的基础，它是由高纯度单晶硅材料制成的圆片。
晶圆制备的主要过程包括矽晶体生长、切片、抛光和清洗等。
芯片制造：芯片制造主要包括传输电子装置和逻辑控制逻辑电路结构的摆放和电路组成等操作。
包装封装：芯片制造完成后，晶体管芯片需要被封装起来的保护电路，使其不会受到外界环境的影响。
光刻工艺是半导体工艺中的核心部分之一。
光刻工艺的主要作用是将图形预设于硅晶圆表面，并通过光刻胶定位的方式将图形转移到晶圆表面中，从而得到所需的电子器件结构。
光刻工艺的主要流程包括图形生成、光刻胶涂布、曝光、显影和清洗等步骤。
三、薄膜工艺薄膜工艺是半导体制造中的另一个重要工艺。
它主要通过化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等方式将不同性质的材料覆盖在晶圆表面，形成多层结构，从而获得所需的电子器件。
四、化学机械抛光化学机械抛光是半导体工艺中的核心工艺之一。
其主要作用是尽可能平坦和光滑化硅晶圆表面，并去除由前工艺所形成的残余物和不均匀的层。
化学机械抛光的基本原理是使用旋转的硅晶圆，在氧化硅或氮化硅磨料的帮助下，进行机械和化学反应，从而达到平坦化的效果。
五、多晶硅工艺多晶硅工艺是半导体工艺中的一个重要工艺，主要是通过化学气相沉积厚度约8至12个纳米的多晶硅层。
该工艺可以用于形成电极、连接线、栅极和像素等不同的应用。
多晶硅工艺的优点是不需要特殊的工艺装备，因此较为简单。
集成电路基础知识培训课件(PPT 33页)
集成电路制造流程
1、掩膜版加工 2、晶圆加工
前工序
3、中测（切割、减薄、挑粒）
4、封装或绑定
后工序
5、成测
集成电路制造流程
掩膜版加工
在半导体制造的整个流程中，其中一部分就是从版图到wafer制造中 间的一个过程，即光掩膜或称光罩(mask)制造。这一部分是流程衔接的关 键部分，是流程中造价最高的一部分，也是限制最小线宽的瓶颈之一。
引脚数≥00mil时，俗称宽体。
3、前、后工序:IC制造过程中, 晶圆光刻的工艺(即所谓流 片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术;晶圆流片后, 其切割、封装等工序被称为后工序。
中测（硅片的测试）
中测（Wafer test）是半导体后道封装测试的第一站。 中测有很多个名称，比如针测、晶圆测试、CP（Circuit Probing）、 Wafer Sort、Wafer Probing等等。 中测的目的是将硅片中不良的芯片挑选出来，然后打上红点或者是黑点。
随着IC高度集成化、芯片和封装面积的增大、封装层的薄壳 化以及要求价格的进一步降低，对于模塑料提出了更高且综合性 的要求。
2、集成电路封装形式的简介
集成电路的封装形式有很多，按封装形式可分 三大类，即双列直插型、贴片型和功率型。
在选择器件封装形式应首先考虑其胶体尺寸和 脚间距这两点。胶体尺寸是指器件封装材料部分的 宽度（H），一般用英制mil来标注；脚间距是指器 件引脚间的距离（L），一般用公制mm来标注。
集成电路的英文是：Integrated Circuit 简称为IC
2、集成电路的分类
• 通用集成电路General IC 例如单片机、存储器等，通用都可以理解为一般常用的。
• 专用集成电路Application Specific Integrated Circuit 简称为ASIC ASIC是专门为了某一种或几种特定功能而设计的，它也 是相对于通用集成电路而言的，除通用的一些集成电路外， 都可称为专用集成电路。
ic晶圆测试采点方式
ic晶圆测试采点方式1.引言1.1 概述在进行IC晶圆测试时，采点方式是一个重要的环节。
采点方式可以理解为在测试过程中，选择哪些点去进行测试的方法和策略。
正确的采点方式可以提高测试的效率和准确性，从而更好地评估IC芯片的质量。
一方面，采点方式需要考虑到被测芯片的特性和测试需求。
不同的芯片可能有不同的测试需求，比如测试功耗、时序和功能等。
针对不同的需求，可以采取不同的采点方式，以期能够全面而准确地测试出芯片的性能。
此外，还需要考虑到芯片的工艺和结构特性，选择合适的测试仪器和测试方法进行采点。
另一方面，采点方式还需要兼顾测试的效率和成本。
在进行大规模的IC晶圆测试时，测试点的数量可能非常庞大，而测试时间和成本是有限的。
因此，在选择采点方式时需要综合考虑测试资源的可用性和经济性，以及对芯片质量评估的要求。
合理的采点方式应该能够在保证测试结果可靠性的前提下，尽量减少测试时间和成本。
综上所述，IC晶圆测试的采点方式是一个复杂而关键的环节。
它需要考虑到被测芯片的特性和测试需求，选择合适的测试仪器和方法进行采点。
同时，还需要在保证测试结果可靠性的前提下，兼顾测试的效率和成本。
通过合理的采点方式，能够更好地评估IC芯片的质量，为后续的封装和应用提供可靠的基础。
1.2文章结构文章结构部分的内容：在本文中，将对IC晶圆测试的采点方式进行详细阐述。
首先，我们将介绍IC晶圆测试的概述，包括测试的目的和意义。
其次，我们将给出本文的文章结构和组织方式，以便读者能够清晰地理解和掌握整个文章的内容。
最后，我们将明确本文的目的，即通过对IC晶圆测试采点方式的探讨，提供给读者有关该领域的全面和深入的知识。
通过本文的阅读，读者将能够了解到IC晶圆测试采点方式的各种方法和技术，并能够根据实际情况选择最适合的方式来进行测试。
接下来的文章内容将详细介绍两种常用的采点方式，并对其原理和特点进行深入分析和比较。
结合实际案例，我们将给出具体的应用场景和建议，以帮助读者更好地理解和应用所学知识。
浅谈半导体集成电路可靠性测试及数据处理方法
浅谈半导体集成电路可靠性测试及数据处理方法发表时间：2018-05-28T16:38:58.417Z 来源：《基层建设》2018年第8期作者：董英伟[导读] 摘要：集成电路是半导体器件中较为重要的一类，使用集成电路的电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
恩智浦半导体（中国）有限公司天津 300385摘要：集成电路是半导体器件中较为重要的一类，使用集成电路的电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。
随着集成电路的发展和应用，对其的使用要求也在逐渐提高。
现在要求集成电路能够在高温、高压、高频、辐射强以及大功率的环境正常运行。
因此，对半导体集成电路可靠性测试也成了很重要的一部分。
本文对半导体集成电路可靠性进行分析，进而探讨了半导体集成电路可靠性测试以及数据的处理方法。
关键词：半导体集成电路；可靠性测试；数据处理一、半导体集成电路可靠性分析1.半导体可靠性集成电路是半导体构件中十分重要的组成部分，现在的集成电路具有高效率、低能耗、高精度等特点，集成度也有了明显的提高。
对于集成电路的研究尺寸渐渐趋向小工艺特点，提升构件二维效应进而提高内部的电流与电场密度，提升电路性敏感性。
伴随着集成电路的研发，能够应用在恶劣环境下，可以应对高温、高压、高频条件下，半导体集成电路可靠性问题日益显著。
2.集成电路技术可靠性评级和控制在产品提高可靠性的过程中，可以采取的主要措施和途径之一就是对制造工艺可靠性的研究，这也是研究产品可靠性的重要环节。
控制与评价技术的可靠性分析利用了较高的技术可靠性，这样为原产品可靠性提供了保障，成为分析的落脚点。
技术分析中，关于有关失效机理在各种状态下设置微电子检测结构，同时展开加速度检测确保得出有关数据。
检测结构中将产品可靠性标准与其标准之问的关系连接在一起，进行技术可靠性判定。
讨论分析中，载体利用的集成电路生产线来源于国内控制，在集成电路生产线前提下展开适用可靠性与评价形式分析。
第2讲 集成电路技术基础知识
电路规模：2300个晶体管 生产工艺：10um 最快速度：108KHz
Intel 公司 CPU—386TM 通信终端新技术
电路规模：275,000个晶体管
生产工艺：1.5um 最快速度：33MHz
Intel 公司最新一代CPU—Pentium® 4
通信终端新技术
电路规模：4千2百万个晶体管
生产工艺：0.13um
ULSI (1990) 107-108 <1 15-10
结深(um) 芯片面积 (mm2)
被加工硅片直 径(mm)
2-1.2 <10
50-75
1.2-0.5 10-25
100-125
0.5-.02 25-50
150
0.2-.01 50-100
>150
通信终端新技术 Intel 公司第一代 CPU—4004
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
交流/直流
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通信终端新技术
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通信终端新技术
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通信终端新技术
通信终端新技术
PVD
2,500 additional square feet of "State of the Art" Class One Cleanroom is currently processing wafers! With increased 300mm & 200mm processing capabilities including more PVD Metalization, 300mm Wet processing / Cleaning capabilities and full wafer 300mm 0.35um Photolithography, all in a Class One enviroment.
集成电路封装和测试复习题答案
一、填空题1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装;在次根基之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。
2、芯片封装所实现的功能有传递电能;传递电路信号;提供散热途径；构造保护与支持。
3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。
4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。
5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。
6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。
7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做煤斜；；用于去除焊盘外表氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡直。
8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。
9、薄膜工艺主要有遮射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、光刻工艺。
10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（MOdUIe）、⅛路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。
11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。
12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。
13、DBG切割方法进展芯片处理时，首先进展在硅片正面切割一定深度切口再进展反面磨削。
14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料枯燥烧结的方法O15、芯片的外表组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、丝网印刷、钢模板印刷三种。
16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。
二、名词解释1、芯片的引线键合技术（3种）是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上而形成电路互连，包括超声波键合、热压键合、热超声波键合。
1+X集成电路理论试题库(附参考答案)
1+X集成电路理论试题库（附参考答案）一、单选题（共40题，每题1分，共40分）1、若想取下蓝膜上的晶圆或晶粒，需要照射适量（），能降低蓝膜的黏着力。
A、红外线B、太阳光C、蓝色光源D、紫外线正确答案：D答案解析：对需要重新贴膜或加工结束后的晶圆，需要从蓝膜上取下，此时只需照射适量紫外线，就能瞬间降低蓝膜黏着力，轻松取下晶圆或晶粒。
2、一般情况下，待编至( )颗时，需更换卷盘，并在完成编带的卷盘上贴上小标签，便于后期识别。
A、2000B、4000C、6000D、8000正确答案：B答案解析：一般情况下，待编至4000颗左右时，需要更换卷盘，即一盘编带一般装有4000颗的芯片。
3、晶圆检测工艺中，6英寸的晶圆进行晶圆墨点烘烤时，烘烤时长一般为（）分钟。
A、20B、1C、10D、5正确答案：D4、用编带机进行编带前预留空载带的原因是( )。
A、比较美观B、防止芯片散落C、确认编带机正常运行D、节省人工检查时间正确答案：B答案解析：空余载带预留设置是为了防止卷盘上编带的两端在操作过程中可能会出现封口分离的情况，导致端口的芯片散落。
5、使用化学机械抛光进行粗抛时,抛光区域温度- 般控制在()A、38~50°CB、20~50°CC、20~30°CD、20~38°C正确答案：A答案解析：一般抛光区的温度控制在38~50°C (粗抛)和20~30°C (精抛)。
6、用比色法进行氧化层厚度的检测时，看到的色彩是（）色彩。
A、反射B、干涉C、衍射D、二氧化硅膜本身的正确答案：B答案解析：硅片表面生成的二氧化硅本身是无色透明的膜，当有白光照射时，二氧化硅表面与硅-二氧化硅界面的反射光相干涉生成干涉色彩。
不同的氧化层厚度的干涉色彩不同，因此可以利用干涉色彩来估计氧化层的厚度。
7、芯片检测工艺中，进行管装包装时，将真空包装的编带盘放入内盒、合上盖子后，需要在内盒的封口边（）处贴上“合格”标签。
第2单元-集成电路晶圆测试基础
交流（AC）参数
包括上升时间和下降时间、传输过程的延迟时间、建立 和保持时间、刷新和暂停时间、访问时间和功能速度时间， 易受寄生参数的影响。
3. 晶圆测试项目
3. 晶圆测试项目
性能参数测试项目 直流（DC）参数
器件/电路端口的稳态电气特性测试。 例如：输入特性II = f(VI) 输出特性IO = f(VO) 转移特性VO = f(VI) 直流参数测试包括开路测试、短路测试、输入电流测试 、漏电流测试、电源电流测试、阈值电压测试等。
3. 晶圆测试项目
第2单元-集成电路晶圆测试基础
第二单元 集成电路晶圆测试基础
1. 硅片 2. 晶圆 3. 晶圆测试项目 4. 晶圆测试设备 5. 晶圆测试操作
1. 硅片
制备集成电路芯片的晶圆片，其衬底材料主要为硅片， 其纯度为99.9999999%，简称“九个9” 。 硅片制备与检测
1. 硅片
硅片几何尺寸 圆形薄片，边缘有定位边或定位槽。
1. 硅片 2. 晶圆 3. 晶圆测试项目 4. 晶圆测试设备 5. 晶圆测试操作
2. 晶圆
晶圆基础 “硅片”：未加工的原始硅圆片；
“晶圆”：通过芯片制造工艺，在圆硅片上已形成芯片 （晶片）阵列的硅圆片。
2. 晶圆
芯片
2. 晶圆
辅助测试结构
为了提取集成电路的各种参数而专门设计，包括芯片制 造过程的工艺监控参数、过程质量控制参数、电路设计模型 参数和可靠性模型参数的提取。
4. 晶圆测试设备
信号控制仪器 + 机械设备