半导体八大工gōng 艺流程图

都说半导体制造工艺复杂，但具体的芯片生产流程是怎样的？半导体从业者对芯片都有一定程度的了解，但我相信除了在晶圆厂的人外，很少有人对工艺流程有深入的了解。在这里我来给大家做一个科普。首先要做一些基本常识科普：半导体元件制造过程可分为前段制程（包括晶圆处理制程、晶圆针测制程）；还有后段（包括封装、测试制程）

都说半导体制造工艺复杂，但具体的芯片生产流程是怎样的？

零、概念理解 所谓晶圆处理制程，主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子元件（如电晶体、电容体、逻辑闸等），为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程 ，以微处理器（Microprocessor）为例，其所需处理步骤可达数百道，而其所需加工机[拼音：jī]台先进且昂贵，动辄数千万一台，其所需制造环境为为一温度、湿度与 含尘（Particle）均需控制的无尘室（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤通常是晶圆先经【繁：經】过适 当的清洗（Cleaning）之後，接著进行氧化（Oxidation）及沈积，最後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤，以完成晶圆上电路的加工与制作。

晶圆针测制程则是在制造好晶圆之后，晶圆上即形成一格{练：gé}格的小格 ，我们称之为晶方或是晶粒（Die），在一般情形(xíng)下，同一片晶圆上皆制作相同的晶片，但是也有可能在同一片晶圆 上制作不同规格的产品；这些晶圆必须通过晶片允收测试，晶粒将会一一经过针测（Probe）仪器以测试其电气特性， 而不合格的的晶粒将会被标上记号（Ink Dot），此程序即 称之为晶(读：jīng)圆针测制程（Wafer Probe）。然後晶圆将依晶粒 为单位分割成一粒粒独立的晶粒。

IC封装制程（Packaging）：利用塑膠或陶瓷包裝晶粒与配线《繁体：線》以成集成chéng 电路；目的是《练：shì》为了制造出所生产的电路的保护层，避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。而后段的测试则是对封装好的芯片进行测试，以保证其良率。

因为芯片是高精世界杯度的产品，因此对制造环《繁：環》境有很高的要求。

下面对主《pinyin：zhǔ》要的制程进逐一讲解：

一、硅(拼音：guī)晶圆材料

晶圆(yuán)是制作硅半导体IC所用之硅晶片，状似圆形，故称晶圆。材料是「硅」， IC（Integrated Circuit）厂用的硅晶片即为硅晶体，因为整片的硅晶片是{练：shì}单一完整的晶体，故又称为单晶体。但在整体固态晶体内，众多小晶体的方向不相，则为复晶体（或多晶体）。生成单晶体或多晶体与晶体生长时的温度，速率与杂质都有关系。

二èr 、光学显影

光学显影是在感光胶上经过曝光和显影的程序，把光罩上的图形转换到感光《读：guāng》胶下面的薄膜层或硅晶上。光学[繁：學]显影主要包含了感光胶涂布、烘烤、光罩对准、 曝光和显影等程序。

关键[拼音：jiàn]技术参数:最小可分辨图形尺寸Lmin#28nm#29 、聚焦深度DOF

曝光方式:紫外线、X射线、电子束、极紫外光

三、蚀(繁：蝕)刻技术

蚀刻技术（繁：術）（Etching Technology）是将材料使《pinyin：shǐ》用化学反应物理撞击作用而移除的技术。可(练：kě)以分为:

湿蚀{练：shí}刻（wet etching）:湿蚀刻所使用的是化《练：huà》学溶液，在经过化学反应之后达到蚀刻的de 目的。

干蚀刻(读：kè)（dry etching）:干蚀刻则是利用一种电浆蚀刻（plasma etching）。电浆蚀刻中蚀刻的作用，可能是电浆中离子撞击(繁：擊)晶片表面所（练：suǒ）产生的物理作用，或者是电浆中活性自由基（Radical）与晶片表面原子间的化学反应，甚至也可能是以上两者的复合作用。

现在主要应世界杯用《练：yòng》技术:等离子体刻蚀　

四、CVD化学气相沉[练：chén]积

这是利《读：lì》用热能、电浆放电或紫外光照射等化学反《练：fǎn》应的方式，在反应器内将反应物（通常为wèi 气体）生成固态的生成物，并在晶片表面沉积形成稳定固态薄膜（film）的一种沉积技术。CVD技术是半导体IC制程中运用极为广泛的薄膜形成方法，如介电材料（dielectrics）、导体或半导体等薄膜材料几乎都能用CVD技术完成。

常用的CVD技{读：jì}术有：

#281#29「常压化学气相（练：xiāng）沉积（APCVD）」；#282#29「低压化学气相(练：xiāng)沉积（LPCVD）」；#283#29「电浆辅助化学气相沉积（PECVD）」

较为常见的CVD薄膜包括有：■ 二气化硅（通[读：tōng]常直接称为氧化《拼音：huà》层） ■ 氮化硅 ■ 多晶硅 ■ 耐火金属与这类金属之其硅化物

CVD的反应机制主要可分为(拼音：wèi)五个步骤：

#281#29在沉积室中导澳门金沙入气体，并混以稀释用的惰性气体构成「主气流（mainstream）」；#282#29主气流中反应气体原子或分子通过边界层到达基板表面；#283#29反应气《繁体：氣》体原子被「吸附（adsorbed）」在基板上；#284#29吸附原子（adatoms）在基板表面移动，并且产生化学反应；#285#29气态生成物被「吸解（desorbed）」，往外扩散通过边界层进入主气流中，并由沉积室中被去除。

五、物理气相沉积{繁体：積}（PVD）

这主要《练：yào》是一种物理制程而非化学制程。此技术一般使用氩等钝气，藉由在高真空中将氩离子加速以撞击溅镀靶材后，可将靶材原子一个个溅击出来，并使被溅击出来的材质（通常为铝、钛或其合金）如[pinyin：rú]雪片般沉积在晶圆表面。　

PVD以真空、测射、离子化或离子束等方法使纯金属挥发，与碳化氢、氮气等气[繁：氣]体作用，加热至400～600℃（约1～3小时）后，蒸镀碳化物、氮化物、氧化物及硼化物等1～10μm厚之微细粒状薄膜，PVD可分为三[pinyin：sān]种技术：#281#29蒸镀（Evaporation）；#282#29分子束磊晶成长（Molecular Beam Epitaxy；MBE）；#283#29溅镀（Sputter）

解离金属电浆是最近发展出来的物理气相沉积技术，它是在目标区与晶圆之间，利用电浆，针对从目标区溅击出来的金属原子，在其到达晶圆之前，加以离子化。离子化这些金属原子的目的是，让这些原子带有电价，进而使其行进方向受到控制，让这些原子得以垂直的方向往晶圆行进，就像电浆蚀刻及化学气相沉积制程。这样做可以让这些金属原子针对极窄、极深的结构进行沟填，以形成极均匀yún 的表（繁：錶）层，尤其是在最底层的部份。

六、离子《zi》植入（Ion Implant）

离子植入技术可将掺质以离子型态植入半导体组件的特定区域上，以获得精确的电子特性。这些离子必须先被加速至具有足够能量与速度，以穿透（植入）薄膜，到达预定的植入深度。离子植入制程可对植入区内的掺质浓度加以【yǐ】精密控制。基本上，此掺质浓度（剂量）系由离子束电流（离子束内之总离子{读：zi}数）与扫瞄率（晶圆通过离子束之次数）来控制，而离子植入之深度则由离子束能量之大小来决定。

七、化学机(繁体：機)械研磨技术

化学机械xiè 研磨技[读：jì]术（化学机器磨光， CMP）兼具有研磨性物质的机械式研磨与酸碱溶液的化学式研磨两种作用，可以使晶圆表面达到全面性的平坦化，以利后续薄膜沉《读：chén》积之进行。

在CMP制程的硬设备中，研磨头被用【读：yòng】来将晶圆压在研磨垫上并带动晶圆旋转，至于研磨垫则以相反的方向旋转。在进行研磨时，由研磨颗粒所构[繁体：構]成的研浆会被置于晶圆与研磨垫间。影响CMP制程的变量包括有：研磨头所施的压力与晶圆的平坦度、晶圆与研磨垫（繁体：墊）的旋转速度、研浆与研磨颗粒的化学成份、温度、以及研磨垫的材质与磨损性等等。

八、光罩检测（Retical检查） 光罩是高精密度的石英平板，是用来制作晶圆上电子电路图像，以利集成电路的制作《练：zuò》。光罩必须是完美无缺，才能呈现完整的电路图像，否则不[pinyin：bù]完整的图像会被复制到晶圆上。光罩检测机台则是结合影像扫《繁体：掃》描技术与先进的影像处理技术，捕捉图像上的缺失。

当晶圆从一个制程往下个制程进行时，图案[读：àn]晶圆检测系统可用来检测出晶圆上是否有瑕疵包括有微尘粒子、断线、短路、以及其它tā 各式各样的问题。此外，对已印有电路图案的图案晶圆成品而言，则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。

一般来说，图案晶圆检测系统（繁：統）系以白光或雷射光来照射晶圆表面。再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕(繁：繞)射出来的光线，并将该影像交由高功能软{练：ruǎn}件进行底层图案消除，以辨识并发现瑕疵。

九、清洗技术 我们要知道，清洗技术在芯片制造中非常重要。清洗的目的是去除金属杂质、有机物污染、微尘与自然氧化物；降低表面粗糙度；因yīn 此几乎所有制程之幸运飞艇前或后都需要清洗。份量约占所有制程步骤的 30%

十、晶片切【pinyin：qiè】割（Die Saw）

晶片切割之目的为将前《读：qián》制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒（die）切割分离。举例来说：以0.2微米制程技术生产，每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的[读：de]64M微量。欲进行晶【读：jīng】片切割，首先必须进行 晶圆黏片，而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于胶带上，而框架的支撑避免了胶带的皱摺与晶粒之相互碰撞。

十一：焊线（Wire Bond） IC构装制程（Packaging）则是利用塑胶或{读：huò}陶瓷包装晶粒与配线以【yǐ】成集成电路（Integrated Circuit；简称IC），此制程的目的是为了製造出所（练：suǒ）生产的电路的保护层，避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会 向外拉出脚架（Pin），称之为打线，作为与外界电路板连接之用。

十二、封[读：fēng]膠（Mold）

封胶之主要目的为防止湿(shī)气由外部侵入、以机械方式支 持{练：chí}导线、内部产生热量之去除及提供能够手持之形体。其过程为将导线{繁体：線}架置于框架上并预热，再将框架置于压模机上的构装模上，再以树脂充填并待硬化。

十三、剪切/成形{练：xíng}（Trim /Form）

剪切之目的为将导线架上构装澳门博彩完成之晶粒独立分开，并 把不需要的连接用材料及部份凸出之树脂切除（dejunk）。成形之目的则是将外引脚压成各种预先设计好之形状 ，以便(拼音：biàn)于装置于电路版上使用。剪切与成形主要由一部冲压机配上多套不同制程之模具，加上进料及出料机构 所组成。

十四：典型的测试和检（繁体：檢）验过程

这些测试和检验就是保证封装好芯片的{练：de}质量，保证其（练：qí）良率的。其检测项目包括但不{练：bù}限于以下几项:

总结 以上的整理并不保证完全quán 正确或者完整，笔者整理{练：lǐ}这些是为了方便大家对半导体芯片的制程有一些简要的了解，如果有错误，希望大家斧正。当然，也希望这些内容对大家有[pinyin：yǒu]所帮助。

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