晶圆封装测试工序和半导体制造工艺流程

A.晶圆封装测试工序

一、 IC检测

1. 缺陷检查Defect Inspection

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

用来检测出晶圆上是否有瑕疵，主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。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射出来的光线，并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除，以辨识并发现瑕疵。

3. CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement)

对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。

二、 IC封装

1. 构装（Packaging）

IC构装依使用材料可分为陶瓷（ceramic）及塑胶（plastic）两种，而目前商业应用上则以塑胶构装为主。以塑胶构装中打线接合为例，其步骤依序为晶片切割（die saw）、黏晶（die mount / die bond）、焊线（wire bond）、封胶（mold）、剪切/成形（trim / form）、印字（mark）、电镀（plating）及检验（inspection）等。

(1) 晶片切割（die saw）

晶片切割之目的为将前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64M微量。

欲进行晶片切割，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，而框架的支撐避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。

(2) 黏晶（die mount / die bond）

黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶（epoxy）粘着固定。黏晶完成后之导线架则经由传输设备送至弹匣（magazine）内，以送至下一制程进行焊线。

(3) 焊线（wire bond）

IC构装制程（Packaging）则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路（Integrated Circuit；简称IC），此制程的目的是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。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。

(4) 封胶（mold）

封胶之主要目的为防止湿气由外部侵入、以机械方式支持导线、內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。

(5) 剪切/成形（trim / form）

剪切之目的为将导线架上构装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，以便于装置于电路板上使用。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組成。

(6) 印字（mark）及电镀（plating）

印字乃将字体印于构装完的胶体之上，其目的在于注明商品之规格及制造者等资讯。

(7) 检验（inspection）

晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之检验之目的为确定构装完成之产品是否合与使用。其中项目包括诸如：外引脚之平整性、共面度、脚距、印字是否清晰及胶体是否有损伤等的外观检验。

(8) 封装

制程处理的最后一道手续，通常还包含了打线的过程。以金线连接芯片与导线架的线路，再封装绝缘的塑料或陶瓷外壳，并测试集成电路功能是否正常。

2. 测试制程（Initial Test and Final Test）

(1) 芯片测试（wafer sort）

(2) 芯片目检（die visual）

(3) 芯片粘贴测试（die attach）

(4) 压焊强度测试（lead bond strength）

(5) 稳定性烘焙（stabilization bake）

(6) 温度循环测试（temperature cycle）

(7) 离心测试（constant acceleration）

(8) 渗漏测试（leak test）

(9) 高低温电测试

(10) 高温老化（burn-in）

(11) 老化后测试（post-burn-in electrical test

B.半导体制造工艺流程

NPN高频小功率晶体管制造的工艺流程为：

外延片——编批——清洗——水汽氧化——一次光刻——检查——清洗——干氧氧化——硼注入——清洗——UDO淀积——清洗——硼再扩散——二次光刻——检查——单结测试——清洗——干氧氧化——磷注入——清洗——铝下CVD——清洗——发射区再扩散——三次光刻——检查——双结测试——清洗——铝蒸发——四次光刻——检查——氢气合金——正向测试——清洗——铝上CVD——检查——五次光刻——检查——氮气烘焙——检查——中测——中测检查——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发——贴膜——划片——检查——裂片——外观检查——综合检查——入中间库。

PNP小功率晶体管制造的工艺流程为：

外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查（tox）——一次光刻——QC 检查——前处理——基区CSD涂覆——CSD预淀积——后处理——QC检查（R□）——前处理——基区氧化扩散——QC检查（tox、R□）——二次光刻——QC检查——单结测试——前处理——POCl3预淀积——后处理（P液）——QC检查——前处理——发射区氧化——QC 检查（tox）——前处理——发射区再扩散（R□）——前处理——铝下CVD——QC检查（tox、R □）——前处理——HCl氧化——前处理——氢气处理——三次光刻——QC检查——追扩散——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——QC检查（ts）——五次光刻——QC检查——大片测试——中测——中测检查（——粘片——减薄——减薄后处理——检查——清洗——背面蒸发——贴膜——划片——检查——裂片——外观检查）——综合检查——入中间库。

GR平面品种（小功率三极管）工艺流程为：

编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查（tox）——一次光刻——QC检查——前处理——基区干氧氧化——QC检查（tox）——一GR光刻（不腐蚀）—— GR硼注入——湿法去胶——前处理——GR基区扩散——QC检查（Xj、R□）——硼注入——前处理——基区扩散与氧化——QC检查（Xj、tox、 R□）——二次光刻——QC检查——单结测试——前处理——发射区干氧氧化——QC检查（tox）——磷注入——前处理——发射区氧化和再扩散——前处理——POCl3预淀积（R□）——后处理——前处理——铝下CVD——QC检查（tox）——前处理——氮气退火——三次光刻——QC检查——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——正向测试——五次光刻——QC检查——大片测试——中测编批——中测——中测检查——入中间库。

双基区节能灯品种工艺流程为：

编批——擦片——前处理——一次氧化——QC 检查（tox）——一次光刻——QC检查——前处理——基区干氧氧化——QC检查（tox）——一硼注入——前处理——基区扩散——后处理——QC检查（Xj、R□）——前处理——基区CSD涂覆——CSD预淀积——后处理——QC 检查（R□）——前处理——基区氧化与扩散——QC检查（Xj、tox、 R□）——二次光刻——QC 检查——单结测试——磷注入——前处理——发射区氧化——前处理——发射区再扩散——前处理——POCl3预淀积（R□）——后处理——前处理——HCl退火、N2退火——三次光刻——QC检查——双结测试——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC 检查——前处理——氮氢合金——氮气烘焙——正向测试（ts）——外协作（ts）——前处理——五次光刻——QC检查——大片测试——测试ts——中测编批——中测——中测检查——入中间库。

变容管制造的工艺流程为：

外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查—— N+光刻——QC检查——前处理——干氧氧化——QC检查——P+注入——前处理——N+扩散——P+光刻——QC检查——硼注入1——前处理——CVD（LTO）——QC检查——硼注入2——前处理——LPCVD——QC检查——前处理——P+扩散——特性光刻——电容测试——是否再加扩——电容测试——......（直到达到电容测试要求）——三次光刻——QC检查——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——铝反刻——QC检查——前处理——氢气合金——氮气烘焙——大片测试——中测——电容测试——粘片——减薄——QC检查——前处理——背面蒸发——综合检查——入中间库。

P+扩散时间越长，相同条件下电容越小。

稳压管（N衬底）制造的工艺流程为：

外延片——编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查——P+光刻——QC检查——前处理——干氧氧化——QC检查——硼注入——前处理——铝下 UDO——QC检查——前处理——P+扩散——特性光刻——扩散测试（反向测试）——前处理——是否要P+追扩——三次光刻——QC检查——前处理——铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙——大片测试——中测。

P+扩散时间越长，相同条件下反向击穿电压越高。

肖特基二极管基本的制造工艺流程为：

编批——擦片——前处理——一次氧化——QC检查（tox）——P+光刻——QC检查——硼注入——前处理——P+扩散与氧化——QC检查（Xj，R□，tox）——三次光刻——QC检查——前处理——铬溅射前泡酸——铬溅射——QC检查（tcr）——先行片热处理——先行片后处理——特性检测（先行片：VBR，IR）——热处理——后处理——特性测试（VBR，IR）——前处理——钛/铝蒸发——QC检查（tAl）——四次光刻——QC检查——前处理——氮气合金先行（VBR，IR）——氮气合金——特性测试（VBR，IR）——大片测试——中测——反向测试（抗静电测试）——中测检验——如中转库。