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半导体IC集成电路制造流程 PAGE1 / NUMPAGES16 《半导体IC集成电路制造流程》 半导体器件制造过程可概分为晶圆制造（Wafer Fabrication；简称Wafer Fab）、晶圆针测（Wafer Probe）、封装（Packaging）、测试（Initial Test and Final Test）等几个步骤。一般称晶圆制造制程与晶圆针测制程为前道（Front End）制程，而封装、测试制程为后道（Back End）制程。半导体组件制造过程可示意如下图： 一、晶圆制造制程 　　晶圆制造制程之主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子组件（如晶体管、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，而其所需加工机台先进且昂贵，动辄数千万一台，其所需制造环境为一温度、湿度与含尘量（Particle）均需控制的无尘室（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随着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过适当的清洗（Cleaning）之后，接着进行氧化（Oxidation）及沉积，最后进行微影、蚀刻及离子注入等反复步骤，以完成晶圆上电路的加工与制作。 二、晶圆针测制程 　　经过Wafer Fab制程之后，晶圆上即形成一格一格的小格，我们称之为晶方或是晶粒（Die），在一般情形下，同一片晶圆上皆制作相同的芯片，但是也有可能在同一片晶圆上制作不同规格的产品（MPW）；这些晶圆必须通过芯片允收测试，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，墨水打点），此程序即称之为晶圆针测制程（Wafer Probe）。然后晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶粒，接着晶粒将依其电气特性分类（Sort）并分入不同的仓（Die Bank），而不合格的晶粒将于下一个制程中丢弃。 三、IC封装制程 　　IC封装制程（Packaging）则是利用塑料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。 四、测试制程 　　半导体制造最后一个制程为测试，测试制程可分成初步测试（IT）与最终测试（FT），其主要目的除了为保证顾客所要的货无缺点外，也将依规格划分IC的等级。在初步测试阶段，包装后的晶粒将会被置于各种环境下测试其电气特性，例如消耗功率、速度、电压容忍度．．．等等。测试后的IC将会将会依其电气特性划分等级而置入不同的Bin中（此过程称之为Bin Splits），最后因应顾客之需求规格，于相对应的Bin中取出部份IC做特殊的测试及烧机（Burn-In），此即为最终测试。最终测试的成品将被贴上规格卷标（Brand）并加以包装而后交与顾客。未通过的测试的产品将被降级（Downgrading）或丢弃。 《晶柱成长制程》 　　硅晶柱的长成，首先需要将纯度相当高的硅矿放入熔炉中，并加入预先设定好的金属物质，使产生出来的硅晶柱拥有要求的电性特质，接着需要将所有物质融化后再长成单晶的硅晶柱，以下将对所有晶柱生长制程做介绍。 晶柱生长主要程序： 融化（MeltDown） 　　此过程是将置放于石英坩锅内的块状复晶硅加热制高于摄氏1420度的融化温度之上，此阶段中最重要的参数为坩锅的位置与热量的供应，若使用较大的功率来融化复晶硅，石英坩锅的寿命会降低，反之功率太低则融化的过程费时太久，影响整体的产能。 颈部成长（Neck Growth） 　　当硅融浆的温度稳定之后，将1.0.0方向的晶种渐渐注入液中，接着将晶种往上拉升，并使直径缩小到一定（约6mm），维持此直径并拉长10-20cm，以消除晶种内的排差（dislocation），此种零排差（dislocation-free）的控制主要为将排差局限在颈部的成长。 晶冠成长（Crown Growth） 　　长完颈部后，慢慢地降低拉速与温度，使颈部的直径逐渐增加到所需的大小。 晶体成长（Body Growth） 　　利用拉速与温度变化的调整来迟维持固定的晶棒直径，所以坩锅必须不断的上升来维持固定的液面高度，于是由坩锅传到晶棒及液面的辐射热会逐渐增加，此辐射热源将致使固业界面的温度梯度逐渐变小，所以在晶棒成长阶段的拉速必须逐渐地降低，以避免晶棒扭曲的现象产生。 尾部成长（Tail Growth） 　　当晶体成长到固定（需要）的长度后，晶棒的直径必须逐渐地缩小，直到与液面分开，此乃避免因热应力造成排差与滑移面现象。 《晶柱切片后