第一个工艺是铸块。铸块是制作晶圆的基板。将结晶硅和硼酸(B),磷(P)一起放入石英坩埚中,高温溶解。将结晶棒浸入溶解的硅液面,一边旋转,一边慢慢的向上提起,单结晶铸块完成,并且其原子配列和结晶棒相同。
这个是将铸块研磨薄之后加工晶圆的工艺
第一步制作的铸块被线锯切薄后,成圆盘状。这个叫晶圆。这个晶圆表面是凹凸不平的,通过rapping(粗研磨)・蚀刻(化学方式研磨)・抛光(镜面研磨)这几个研磨工艺打磨光滑。
研磨后的晶圆厚度根据SEMI规格等有一点基准,例如“12”晶圆,其厚度就在775μm±20μ
这个过程叫做清洗。主要为了去除附着在表面的异物。如果晶圆上有异物,之后再结晶成长工艺和光刻工艺中会产生不良。通过过酸化氢和盐酸、氢氟酸等清洗液去除晶圆上的粒子和金属,有机物。之后用非常干净的被称作超纯水的清洗用水流动清洗,旋转干燥。潮湿的话,空气中的粒子可能会污染刚洗净的晶圆。
在晶圆表面酸化过程中,形成通过热处理产生的优质表面酸化膜。酸化设备主要有纵型炉,横型炉和RTP设备。通过酸化炉加高温度(约800℃以上),在流入混有氧的煤气,形成酸化膜
热酸化后,涂布光刻胶,然后经过曝光・显影、蚀刻、清洗、CMP工程形成pattern。
通过晶圆探针,测试晶圆上形成的所有芯片的电气特性。通过这个测试,可以辨别芯片的不良品。
晶圆薄化工艺中,为了便于运送时抓取晶圆,会将晶圆贴合再硅和玻璃等的支持基板上。
夹着树脂(接着层)贴合,最近也有提案,晶圆之间直接贴合。
晶圆表面pattern完成后,研磨晶圆正反面,削薄厚度。研磨后晶圆全体厚度不匀,需要尽可能控制厚度不匀。
将前工艺中制作的晶圆在后工艺中一个一个切开分离IC芯片,封装。把芯片切小这个工艺叫做切片。主要通过高速旋转钻石材质的圆形刀片,用纯水一边冷却一边冲洗切割中的碎渣完成切片的。
完成后的芯片通过线粘合和再配线层,配线于封装基板和硅支持基板等中。之后,芯片用树脂封装完成。
完成半导体封装后,可以组装到汽车,智能手机,IoT驱动、云、AI关联产品等各个领域中。