半导体制造全流程解析：从设计到封装测试的关键环节与核心材料设备

半导体制造全流程解析：从设计到封装测试的关键环节与核心材料设备

半导体芯片作为全球科技博弈的主战场，其制造工艺复杂且精密。从设计到封装测试，每一步都凝聚着人类智慧的结晶。本文将为您详细介绍半导体制造的主要流程及相关材料和设备，带您一窥这一高科技产业的核心奥秘。

半导体制造主要流程

1. IC设计

IC设计是一个将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程，主要包含逻辑设计、电路设计和图形设计等，将最终设计出的电路图制作成光罩。

图 集成电路版图

2. IC制造

1）光罩制造

光罩是芯片制造中光刻工艺使用的图形母版，是根据芯片设计公司设计的集成电路版图来生产制作的。光罩是以石英玻璃为基板并涂布铬金属作为遮光用途，由电子束或雷射精准曝写产生设计的集成电路图形，再经由显影，蚀刻制程将光罩制作而成。

2）硅晶圆片制造

将二氧化硅矿石（石英砂）与焦炭混合后，经由电弧炉加热还原，即生成粗硅，再经由盐酸氯化并蒸馏纯化后，制成了棒状或粒状高纯度的多晶硅，再将多晶硅熔解后，利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒，经切片、研磨、抛光后得到单晶硅圆片。

图 硅片制造过程

3）晶圆制造

晶圆制造是指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，整个流程工艺复杂，主要有硅晶圆清洗，热氧化，光刻（涂胶、曝光、显影），蚀刻（干法、湿法），经过光刻和刻蚀等工艺流程的多次循环，逐层堆积电路图，再经过离子注入，退火、扩散，沉积和化学机械研磨等流程，最终在晶圆上实现特定的集成电路结构。经过测试合格后包装出货。

图 中芯第一铜芯

4. 封装

封装是指将生产加工后的晶圆进行切割、焊线塑封，使电路与外部器件实现连接，并为集成电路提供机械保护，使其免受物理、化学等环境因素损伤的工艺。

5. 测试

测试是指利用专业设备，对封装完毕的集成电路进行功能和性能测试。测试合格后，即形成可供使用的集成电路产品。

主要材料及设备

1. 主要材料及耗材

硅晶圆片、光刻胶、显影液、电子特气、高纯化学品、靶材、石英玻璃、CMP抛光液、CMP抛光垫、研磨抛光耗材、清洗剂、塑封材料、胶粘剂、引线框架、IC载板、键合线、再生晶圆、晶圆载具、离型膜、胶带、塑料、弹性体、润滑剂、石墨、陶瓷等。

2. 主要设备及配件

单晶炉截断机、滚磨机、切割机、倒角机、激光设备、研磨设备、CMP设备、外延设备、清洗设备、氧化炉、烘干机、涂胶机光刻机、显影机、蚀刻机、去胶机、离子注入设备、扩散炉、CVD/PVD设备、贴膜机、打磨机、划片机、键合设备、贴片机、塑封设备、电镀设备、切筋成型机、检测设备、ATE设备、分选机、编带包装机、探针、测试插座、模具、静电吸盘等。

本文原文始发于微信公众号艾邦半导体网。