半导体制程
半导体制程简介
• 然后再进行烘烤，使没有被洗掉的光阻变得比较坚硬 而不至于在下一步蚀刻的时候被破坏掉。
2.4 酸蚀刻
• Acid Etch
– 将没有被光阻覆盖的薄膜腐蚀掉，是酸蚀刻的 主要任务。
– 蚀刻完毕之后，再将光阻洗去。
• 酸蚀刻要使用到多种酸剂，例如：腐蚀 SiO2需要用氢氟酸(剧毒无比的东东)；去除 光阻需要用到硫酸。
半导体制程简介
——芯片是如何制作出来的
基本过程
• 晶园制作 – Wafer Creation
• 芯片制作 – Chip Creation
• 后封装 – Chip Packaging
第1部分 晶园制作
1.1 多晶生成
• Poly Silicon Creation 1
– 目前半导体制程所使用的主要原料就是晶园 (Wafer)，它的主要成分为硅(Si)。
– 引线接在芯片设计时留出的接线管脚上。任何 引线之间的连接(Bridge)都将是致命的。
• 引线制作
3.4 封装
• Packaging
– 晶园切割、引线之后就 是封装。
– 封装之后，我们就见到 了真正产品——芯片。
The End Biblioteka hanks!– 富含硅的物质非常普遍，就是沙子(Sand)，它 的主要成分为二氧化硅(SiO2)。
– 沙子经过初步的提炼，获得具有一定纯度的硅， 再经过一些步骤提高硅的纯度，半导体制程所 使用的硅需要非常高的纯度。
– 接着就是生成多晶硅(Poly Silicon)。
• Poly Silicon Creation 2
• Poly Silicon Creation 3
半导体铜制程
半导体铜制程随着现代科技的进步，半导体技术在各个领域都得到了广泛的应用。
而半导体铜制程作为一种重要的制程技术，在半导体工业中扮演着重要的角色。
本文将从半导体铜制程的定义、工艺流程、应用以及未来发展等方面进行阐述。
一、半导体铜制程的定义半导体铜制程，简称Cu制程，是指在半导体工艺中使用铜材料代替传统的铝材料作为金属导线的制程。
相比于铝制程，铜制程具有更低的电阻、更高的导电性能和更好的热稳定性，能够提高芯片性能和可靠性。
二、半导体铜制程的工艺流程半导体铜制程的工艺流程主要包括以下几个步骤：1. 清洗与准备：在制程开始之前，需要对芯片表面进行清洗和准备工作，以确保杂质的去除和表面的平整度。
2. 模板和光刻：在芯片表面涂覆一层光刻胶，然后使用光刻机将图案投射到光刻胶上，形成光刻模板。
3. 蚀刻：使用蚀刻液将光刻模板上的图案转移到芯片表面，去除不需要的材料。
4. 铜填充：将铜材料填充到蚀刻后的孔洞中，形成金属导线。
5. 漂镀：通过电化学方法在芯片表面形成一层保护层，以提高导线的导电性和抗氧化性。
6. 研磨和抛光：将芯片表面进行研磨和抛光，使其平整度更高，以便后续工艺步骤的进行。
7. 后续工艺：根据具体需求，可以进行多次重复的蚀刻、填充、漂镀等工艺步骤，以形成复杂的电路结构。
三、半导体铜制程的应用半导体铜制程在现代半导体工业中得到了广泛的应用。
其主要应用领域包括：1. 微电子芯片：半导体铜制程可以用于制造微电子芯片中的金属导线，提高芯片的电路性能和可靠性。
2. 太阳能电池：半导体铜制程可以用于太阳能电池的制造，提高电池的光电转换效率。
3. 集成电路：半导体铜制程可以用于集成电路的制造，提高电路的性能和集成度。
4. 电子元器件：半导体铜制程可以用于制造各种电子元器件，如电容器、电感器等，提高元器件的性能和可靠性。
四、半导体铜制程的未来发展随着半导体技术的不断发展，半导体铜制程也在不断完善和创新。
未来，半导体铜制程的发展趋势主要包括以下几个方面：1. 制程精度的提高：随着制程精度要求的不断提高，半导体铜制程需要更加精细的工艺控制和设备技术，以满足高性能芯片的制造需求。
半导体 制程
半导体制程
半导体制程是指将芯片从设计到生产的完整流程，包括晶圆加工、芯片制造、封装测试等诸多环节。
目前，半导体制程已经成为现代科
技产业中不可或缺的重要组成部分。
半导体制程一般分为前端工艺和后端工艺。
前端工艺指晶圆加工
和芯片制造的整个过程，是半导体制程中投入物料最多、工艺最复杂
的一个环节。
后端工艺一般指芯片封装和测试等环节，目的是将芯片
封装好之后，测试其性能是否符合要求。
半导体制程是非常复杂的，需要高度的技术水平和严格的质量控制。
在制程中，任何一个环节的失误都可能会导致整个产品的质量下降，甚至完全报废。
因此，半导体制程需要高度自动化的生产线进行
生产，以保证质量的一致性和产品的稳定性。
总的来说，半导体制程是一个高难度的制造过程，需要科技人员
通过不断的技术创新和工艺改进，始终保持着制程的高精度和高质量。
随着科技不断发展，半导体制程也在不断地演化和升级，为未来科技
领域的发展提供了坚实的基础。
半导体封装制程及其设备介绍
Solder paste
Die Prepare(芯片预处理) To Grind the wafer to target thickness then separate to single chip
---包括来片目检(Wafer Incoming), 贴膜(Wafer Tape),磨片(Back Grind),剥膜(Detape),贴片(Wafer Mount),切割(Wafer Saw)等系列工序,使芯片达到工艺所要求的形状,厚度和尺寸,并经过芯片目 检(DVI)检测出所有由于芯片生产,分类或处理不当造成的废品.
B Wafer roughness Measurement 粗糙度测量仪 主要为光学反射式粗糙度测量方式；
4.Grinding 配套设备
A Taping 贴膜机 B Detaping 揭膜机 C Wafer Mounter 贴膜机
Wafer Taping -- Nitto DR300II
Alignment
1.27, 0.762 mm (50, 30miles)
Ceramic 2, 4 direction lead
20~80
Ceramic
1.27,1.016, 0.762 mm (50, 40, 30
miles)
20~40
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
Surface Mount
半导体设备供应商介绍-前道部分
半导体设备供应商介绍-前道部分
常用术语介绍
1. SOP-Standard Operation Procedure 标准操作手册 2. WI – Working Instruction 作业指导书 3. PM – Preventive Maintenance 预防性维护 4. FMEA- Failure Mode Effect Analysis 失效模式影响分析 5. SPC- Statistical Process Control 统计制程控制 6. DOE- Design Of Experiment 工程试验设计 7. IQC/OQC-Incoming/Outing Quality Control 来料/出货质量检验 8. MTBA/MTBF-Mean Time between assist/Failure 平均无故障工作时间 9. CPK-品质参数 10. UPH-Units Per Hour 每小时产出 11. QC 7 Tools ( Quality Control 品管七工具 ) 12. OCAP ( Out of Control Action Plan 异常改善计划 ) 13. 8D ( 问题解决八大步骤 ) 14. ECN Engineering Change Notice ( 制程变更通知 ) 15. ISO9001， 14001 – 质量管理体系
半导体制程介绍
半导体制造工艺分类
• 三 Bi-CMOS工艺： A 以CMOS工艺为基础 P阱 N阱 B 以双极型工艺为基础
双极型集成电路和MOS集成电 路优缺点
双极型集成电路 中等速度、驱动能力强、模拟精度高、功耗比 较大 CMOS集成电路
低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的输出电压幅 度（无阈值损失），具有高速度、高密度潜力；可与 TTL电路兼容。电流驱动能力低
SiO2 N-epi P+ N-epi
N+-BL N+-BL
P+
P+
P-SUB
涂胶—烘烤---掩膜（曝光）---显影---坚膜—蚀刻—清洗 —去膜--清洗—P+扩散(B)
第三次光刻—P型基区扩散孔
决定NPN管的基区扩散位置范围 SiO2 P P+
N+-BL
P P+ N-epi
N+-BL
P+
P-SUB 去SiO2—氧化--涂胶—烘烤---掩膜（曝光）---显影---坚膜 —蚀刻—清洗—去膜—清洗—基区扩散(B)
第五次光刻—引线接触孔
•
SiO2 P N+
N+-BL
P+
P
N+-BL
N-epi P+ N-epi
P+
P-SUB
去SiO2—氧化--涂胶—烘烤---掩膜（曝光）---显影---坚膜 —蚀刻—清洗—去膜—清洗
第六次光刻—金属化内连线：反刻铝
•
AL
P P+ N+-BL
N-epiP+N-epi
P N+ P+ N+-BL
第一次光刻—N+埋层扩散孔
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿
半导体封装制程及其设备介绍详解演示文稿一、引言二、半导体封装制程的整体流程1.设计和制备芯片：在封装过程开始之前，需要进行半导体芯片的设计和制备。
这包括设计电路、选择材料、制造芯片等步骤。
2.选型和设计封装方案：根据芯片功能和其他要求，选择合适的封装方案。
封装方案的选择包括外形尺寸、引脚数量和布局、散热设计等。
3.制备基板：选择合适的基板材料，并进行加工和制备。
基板的制备是封装制程中的核心环节之一，目的是为芯片提供支撑和连接。
4.芯片连接：将芯片连接到基板上，通常使用焊接技术或金线键合技术。
焊接是将芯片的引脚与基板的焊盘连接起来，金线键合则是用金线将芯片与基板进行连接。
5.包封：将芯片和连接线封装进封装材料中，形成最终的封装产品。
常见的封装材料有环氧树脂和塑料，也有针对特殊应用的金属封装。
6.测试和质量检验：对封装后的产品进行测试和质量检验，确保其符合设计要求和标准。
测试主要包括电性能测试、可靠性测试和环境适应性测试等。
7.封装后处理：包括喷涂标识、气密性测试、老化测试等。
这些步骤都是为了保证封装产品的质量和性能稳定。
三、半导体封装制程的关键步骤及设备介绍1.基板制备基板制备是封装制程中的核心步骤，主要包括以下设备：(1)切割机：用于将硅片切割成芯片，常见的切割机有钻石切割机和线切割机。
(2)干法清洗机：用于清洗芯片表面的杂质。
清洗机主要有氧气等离子体清洗机和干气流清洗机等。
(3)晶圆胶切割机：用于将芯片粘贴在基板上。
2.连接技术连接技术是将芯片与基板连接起来的关键步骤，常见的设备有：(1)焊接机：用于焊接芯片和基板之间的引脚和焊盘。
常见的焊接机有波峰焊机和回流焊机。
(2)金线键合机：用于将芯片与基板之间进行金线键合连接。
常见的金线键合机有球焊键合机和激光键合机等。
3.封装工艺封装工艺是将芯片和连接线封装进封装材料中的步骤，主要设备有：(1)半导体封装设备：用于将封装材料和连接线封装成最终产品。
半导体封装制程及其设备介绍-PPT
Substrate
Solder paste pringting
Stencil
Chip shooting
Nozzle Capacitor
Reflow Oven
Hot wind
DI water cleaning
Automatic optical
inpection
DI water
Camera
PAD PAD
Wafer tape
Back Grind
Wafer Detape
Wafer Saw
Inline Grinding & Polish -- Accretech PG300RM
Coarse Grind 90%
Fine Grind 10%
Centrifugal Clean
Alignment & Centering
Die distance Uniformity
4。PICKING UP
3。EXPANDING
No contamination
TAPE ELONGATION
WEAK ADHESION
3.Grinding 辅助设备
A Wafer Thickness Measurement 厚度测量仪 一般有接触式和非接触式光学测量仪两种；
Solder paste
Die Prepare(芯片预处理) To Grind the wafer to target thickness then separate to single chip
---包括来片目检(Wafer Incoming), 贴膜(Wafer Tape),磨片(Back Grind),剥膜(Detape),贴片(Wafer Mount),切割(Wafer Saw)等系列工序,使芯片达到工艺所要求的形状,厚度和尺寸,并经过芯片目 检(DVI)检测出所有由于芯片生产,分类或处理不当造成的废品.
半导体制程简介
半导体制程简介半导体制程是一种用于制造半导体器件的工艺过程，是现代电子工业不可或缺的关键部分。
半导体制程可以将硅等材料转化为半导体晶片，进而制造出各种集成电路、微处理器、存储芯片和其他电子器件。
在半导体制程中，首先需要选择合适的半导体材料，最常用的是硅。
硅具有优异的半导体特性和良好的物理特性，成为了制造半导体器件的首选材料。
其他半导体材料如化合物半导体和有机半导体也应用于特定的器件。
接下来是晶片的制备过程，主要包括晶体生长、切割和抛光。
晶体生长是通过高温熔炼和快速冷却，使单晶硅生长为大块晶体。
然后，晶体经过切割成薄片，再通过抛光和平整的过程使其表面光洁平整。
接着是半导体器件的制备过程。
这包括了沉积层、光刻、蚀刻、离子注入和金属化等步骤。
沉积层是通过物理气相沉积（PECVD）或热熔腐蚀（CVD）将薄膜材料沉积在晶片上。
光刻是将光敏胶覆盖在晶片上，然后用紫外线照射到其中的图案模板上，最后通过蚀刻去除未被曝光的区域。
离子注入是将离子通过加速器注入晶片中，改变材料的导电性和电阻率。
金属化是在晶片上涂覆金属，形成电线和电极，用于电子器件的连接。
最后是芯片封装和测试。
封装是将半导体器件连接到外部引脚和包装中，以保护器件并提供适当的电连接。
测试是对芯片进行电性能和可靠性的检查，以确保其正常工作并符合规格要求。
半导体制程是一项复杂而精细的工艺过程，需要严格的控制和高度的精确度。
不断的技术创新和工艺改进使得半导体器件的制造变得越来越高效和可靠。
半导体制程的进步不仅推动了电子技术的发展，还广泛应用于通信、计算机、汽车、医疗和工业等各个领域，为现代社会的科技进步和生活便利做出了巨大贡献。
在半导体制程中，制造芯片的关键技术之一是微影技术。
微影技术是一种将光刻或电子束曝光技术应用于半导体制程中的方法，用于将非常小的结构图案精确地转移到半导体表面，从而实现微小而密集的电子元件。
微影技术的进步极大地促进了半导体技术的发展，使得芯片的功能更加强大、体积更小。
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•
Migration of Electronics Manufacturing
From inception, electronic manufacturing has migrated geographically from the West to the East: from the US and Europe, over to Japan, through the Taiwan area, Korea, arriving in the East: China and India. The shift in wafer production typically lags behind the rest of the supply chain, but China and India are now at the forefront of IC production!
Wafer Manufacturing
Wafer Bumping
Wafer Probing
Assembly & Final Test
Flip Chip CSP SOP PLCC TSOP QFP BGA µBGA
2008-IC 技术现状
Integration of 108 – 1010 transistors in a chip. Clock frequency of more than 3GHz. Cutoff frequency of 350 GHz for SiGe bipolar.
Introduction to IC Manufacturing
Outline
1. Introduction
2. Integrated Circuit and Its Application 3. How is IC made?
J. Kilby的发明－“固体电路”
1958.9.12 J. Kilby 研制成功第一个半 导体集成电路 ---“Solid Circuit”
China
$62.35
Others $57.80 Japan $37.80 U.S.A $57.90 Others Others $82.10 Japan $33.00 U.S.A $36.50 Japan $57.05 US$billion $87.44 U.S.A $46.56
• In 2005, China’s IC consumption reached USD$40.8 billion, overtaking the top spot as the world’s largest regional IC market for the first time.
•
2 1
China Becomes World’s Largest IC Market
2000 WW IC Market
6% WW Market
2005 WW IC Market
21% WW Market
2006 WW IC Market
26% WW Market
China
$9.80
China
$40.80
*
Wuhan Xinxin
IC Industry Business Unit
IDM Product design & sales,
(Integrated Device Manufacturer)
Fab
&/or IC assembly
Fab lite
Product design & Sales, Has Fab, but manufacture less than 50% product
Outline
1. Introduction
2. Integrated Circuit and Its Application
3. How is IC made?
半导体 Semiconductor
导体 半导体 绝缘体
半导体材料特性:
经掺杂后，可藉由电场(电压)、光、温度、压力、磁场等 改变或控制其导电特性。 最广为应用的集成电路芯片材料： 硅 (Silicon, Si)。
Fabless
Product & sales only, no Fab & assembly house
Foundry
Fab only No product
一条龙的集成代工服务 Dedicated Full Service Provider
Design Services
Mask Making
SMIC Beijing SMIC Beijing 提供0.35-0.09微米的制程技术
SMIC Tianjin
Beijing Tianjin
SMIC Assembly & Testing (Chengdu)
SMIC Shanghai
Chengdu Shanghai Wuhan
*
Chengdu Cension Shenzhen
Smallest transistor realized---5nmMOSFET
Mass production Advanced manufacturing Manufacturing development Process and device R&D ≧90nm ~65nm ~45nm ≦32nm.
纯硅导电特性差， 可藉掺杂(Doping, 将杂质加入硅片中) 改变或控制其导电特性。 如何掺杂及控制杂质在硅片中分 布是半导体重要制程技术之一 。
• By 2010, China’s IC market is estimated to reach USD$124 billion in terms Source: IC insights January of overall consumption. 2007
A Leading Foundry In The World
– 一种相移振荡器 （1.3 MHz) – Ge 衬底，晶体管及电阻、电容全部由Ge制成 (面积约11.1x1.6mm2) – 扩散工艺形成晶体管 Kilby和他1958,7,24的设计 – 黑蜡掩蔽腐蚀形成Tr台面结构 – 用细导线互连
证明半导体材料不仅可用于制造分 立器件，而且可以制造整个电子电 路