晶圓製造工藝流程和處理工序

2020-11-22 電子發燒友

晶圓製造工藝流程 

1、 表面清洗 

2、 初次氧化  

3、 CVD(Chemical Vapor deposition) 法沉積一層 Si3N4 (Hot CVD 或 LPCVD) 。 （1）常壓 CVD (Normal Pressure CVD) （2）低壓 CVD (Low Pressure CVD) （3）熱 CVD (Hot CVD)/(thermal CVD) （4）電漿增強 CVD (Plasma Enhanced CVD)  （5）MOCVD (Metal Organic   CVD) & 分子磊晶成長 (Molecular Beam Epitaxy) （6）外延生長法 (LPE) 

4、 塗敷光刻膠 （1）光刻膠的塗敷 （2）預烘 (pre bake) （3）曝光 （4）顯影  （5）後烘 (post bake) （6）腐蝕 (etching) （7）光刻膠的去除 

5、 此處用幹法氧化法將氮化矽去除  

6 、離子布植將硼離子 (B+3) 透過 SiO2 膜注入襯底，形成 P 型阱 

7、 去除光刻膠，放高溫爐中進行退火處理  

8、 用熱磷酸去除氮化矽層，摻雜磷 (P+5) 離子，形成 N 型阱 

9、 退火處理，然後用 HF 去除 SiO2 層  

10、幹法氧化法生成一層 SiO2 層，然後 LPCVD 沉積一層氮化矽 

11、利用光刻技術和離子刻蝕技術，保留下柵隔離層上面的氮化矽層 

12、溼法氧化，生長未有氮化矽保護的 SiO2 層，形成 PN 之間的隔離區 

13、熱磷酸去除氮化矽，然後用 HF 溶液去除柵隔離層位置的 SiO2 ，並重新生成品質更好的 SiO2 薄膜 , 作為柵極氧化層。  

14、LPCVD 沉積多晶矽層，然後塗敷光阻進行光刻，以及等離子蝕刻技術，柵極結構，並氧化生成 SiO2 保護層。  

15、表面塗敷光阻，去除 P 阱區的光阻，注入砷 (As) 離子，形成 NMOS 的源漏極。用同樣的方法，在 N 阱區，注入 B 離子形成 PMOS 的源漏極。 

16、利用 PECVD 沉積一層無摻雜氧化層，保護元件，並進行退火處理。 

17、沉積摻雜硼磷的氧化層 18、濺鍍第一層金屬  （1） 薄膜的沉積方法根據其用途的不同而不同，厚度通常小於 1um 。 （2） 真空蒸發法（ Evaporation Deposition ） （3） 濺鍍（ Sputtering Deposition ）  

19、光刻技術定出 VIA 孔洞，沉積第二層金屬，並刻蝕出連線結構。然後，用 PECVD 法氧化層和氮化矽保護層。 

20、光刻和離子刻蝕，定出 PAD 位置 

21、最後進行退火處理，以保證整個 Chip 的完整和連線的連接性    

晶圓製造總的工藝流程 晶片的製造過程可概分為晶圓處理工序（Wafer Fabrication）、晶圓針測工序（Wafer Probe）、構裝工序（Packaging）、測試工序（Initial Test and Final Test）等幾個步驟。

其中晶圓處理工序和晶圓針測工序為前段（Front End）工序，而構裝工序、測試工序為後段（Back End）工序。 

1、晶圓處理工序：本工序的主要工作是在晶圓上製作電路及電子元件（如電晶體、電容、邏輯開關等），其處理程序通常與產品種類和所使用的技術有關，但一般基本步驟是先將晶圓適當清洗，再在其表面進行氧化及化學氣相沉積，然後進行塗膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反覆步驟，最終在晶圓上完成數層電路及元件加工與製作。 

 2、晶圓針測工序：經過上道工序後，晶圓上就形成了一個個的小格，即晶粒，一般情況下，為便於測試，提高效率，同一片晶圓上製作同一品種、規格的產品；但也可根據需要製作幾種不同品種、規格的產品。在用針測（Probe）儀對每個晶粒檢測

其電氣特性，並將不合格的晶粒標上記號後，將晶圓切開，分割成一顆顆單獨的晶粒，再按其電氣特性分類，裝入不同的託盤中，不合格的晶粒則捨棄。  

3、構裝工序：就是將單個的晶粒固定在塑膠或陶瓷製的晶片基座上，並把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接，以作為與外界電路板連接之用，最後蓋上塑膠蓋板，用膠水封死。其目的是用以保護晶粒避免受到機械刮傷或高溫破壞。到此才算製成了一塊集成電路晶片（即我們在電腦裡可以看到的那些黑色或褐色，兩邊或四邊帶有許多插腳或引線的矩形小塊）。  

4、測試工序：晶片製造的最後一道工序為測試，其又可分為一般測試和特殊測試，前者是將封裝後的晶片置於各種環境下測試其電氣特性，如消耗功率、運行速度、耐壓度等。經測試後的晶片，依其電氣特性劃分為不同等級。而特殊測試則是根據客戶特殊需求的技術參數，從相近參數規格、品種中拿出部分晶片，做有針對性的專門測試，看是否能滿足客戶的特殊需求，以決定是否須為客戶設計專用晶片。經一般測試合格的產品貼上規格、型號及出廠日期等標識的標籤並加以包裝後即可出廠。而未通過測試的晶片則視其達到的參數情況定作降級品或廢品  。

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