芯片制造工艺与芯片测试.ppt
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1、芯片制造工艺与芯片测试芯片制造工艺与芯片测试展讯通信展讯通信 人力资源部人力资源部 培训与发展组培训与发展组5/9/20241展讯通信-人力资源部-培训与发展组芯片的制造工艺芯片的制造工艺1IC 产业链产业链2 Wafer 的加工过程的加工过程3 IC 的封装过程的封装过程4 芯片的测试芯片的测试 芯片工艺制造小结芯片工艺制造小结5/9/20242一、一、IC 产业链产业链IC 应用应用硅片硅片掩膜掩膜半导体设备半导体设备材料厂商材料厂商IP/设计服务设计服务IC设计设计ICIC掩膜数据掩膜数据用户需求Wafer CPWafer加工加工封装封装Test交货交货成品成品中测中测5/9/20243
2、半导体圆柱单晶硅的生长过程制备制备Wafer5/9/20244二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/20245光刻光刻 Photolithography5/9/202461.Waferprepare,deepNwelllithoandimpl.DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/20247DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程2.Padoxide,nitridedeposit,diffusionlitho,trenchetch5/9/20248DeepNwell3.Trenchoxide,litho,etchandCMP;Nitrideremovean
3、dsacoxide二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/20249DeepNwell4.Pwelllitho,impl.,VTNimpl.二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/202410DeepNwell5.Nwelllitho,impl.;VTPphoto,impl.二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/202411DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程6.Sacoxideremove,gate1oxideandlitho,gate2oxide5/9/202412DeepNwell7.Polydeposit,litho,andetch;NLDDphotoandim
4、pl.;PLDDphotoandimpl.;Spacerdep.andetch二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/202413DeepNwell8.N+S/Dphotoandimpl.;P+S/Dphotoandimpl.二、二、Wafer加工过程加工过程5/9/202414DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程9.RPOdeposit,photoandetch;Salicideformation5/9/202415DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程10.ILDdep.andCMP5/9/202416DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程11
5、.Contphotoandetch;Wdep.andCMP5/9/202417DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程12.Met1dep.,photoandetch5/9/202418DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程13.Via1,Met2,Via2,Met3,Via3,Met4,CTM4,Via4,TME5/9/202419DeepNwell二、二、Wafer加工过程加工过程14.Passivationdep.,photo,andetch;Alloy5/9/2024205/9/202421 封装流程封装流程三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202422B
6、ACK GRINDING 晶圆背面研磨晶圆背面研磨WAFER WAFER TRUCK TABLEGRINDING WHEEL 三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202423WAFER WAFER SAW晶圆切割WAFER MOUNTBLUE TAPE DIE SAW LADE 划片划片三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202424Die Bond(Die Attach)上上 片片BOND HEAD EPOXY SUBSTRATE EPOXY CURE(DIE BOND CURE)三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202425 Wire Bond GOLD WIRE CAPILLAR
7、Y DIE PAD FINGER(INNER LEAD)三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202426Compound Mold chase Molding Gate insert Runner Top cull block Cavity Top chase Air vent Compound Pot Plunger Substrate Bottom cull block Bottom chase 三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202427Marking INK MARK LASER MARK SPREADTRUM Sample 20 JUN SPREADTRUM Sample 2
8、0 JUN SPREADTRUM Sample 20 JUN SPREADTRUM Sample 20 JUN 三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202428Ball Attach FLUX FLUX PRINTING BALL ATTACH TOOL BALL ATTACH VACUUM SOLDER BALL REFLOW 三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202429PUNCH Singulation ROUTER SPREADTRUM Sample 20 JUN SPREADTRUM Sample 20 JUN SPREADTRUM Sample 20 JUN SPREADTR
9、UM Sample 20 JUN SAW SINGULATION 三、三、IC 封装过程封装过程5/9/202430封装种类封装种类DIP 双列直插SIP 单列直插PQFP 塑料方型扁平式封装BGA 球栅阵列封装球栅阵列封装 PGA 针栅阵列封装CSP 芯片尺寸封装MCM 多芯片封装5/9/2024315/9/202432四、四、IC 的测试的测试TEST OBJECTIVES 测试目的分类测试目的分类Design Verification 设计验证测试设计验证测试Production Tests 大生产测试大生产测试Characterization Tests 特性分析测试特性分析测试Fai
10、lure Analysis Tests 失效分析测试失效分析测试TESTING STAGES 测试阶段分类测试阶段分类Wafer Sort Testing 晶园测试晶园测试(中测中测)Package Device Testing 成品测试成品测试Incoming Inspection Testing 入厂筛选测试入厂筛选测试TEST ITEMS 测试内容分类测试内容分类Per-Pin Testing 管脚测试管脚测试Parametric Testing 参数测试参数测试Functional Testing 功能测试功能测试5/9/202433WaferProcessWaferTestBox&S
11、hipFinal TestBurn InPackageAssembly Economic Gate Tester Fault Coverage vs.costWafer Test vs.Final TestWafer Test vs.Final Test Quality Gate Tester Fault Coverage vs.Escape costPackage costProcess Yield5/9/202434测试程序开发流程测试程序开发流程Device and Test SpecificationsDefine pinmap,test philosophy,conditionsSe
12、lect ATE and required configDevelop DIB and interfaceCreate test waveforms,test patterns,clock/timing solutions,test procedures,simulate off-lineOn-Tester debugRepeatability,correlation,and test time optimizationTest program release to Production?5/9/202435芯片工艺过程小节芯片工艺过程小节从硅片到芯片要经过一系列的氧化、光刻、扩散、离子注入、
13、生长多从硅片到芯片要经过一系列的氧化、光刻、扩散、离子注入、生长多晶硅、淀积氧化层、淀积金属层等等晶硅、淀积氧化层、淀积金属层等等50100到工序到工序硅片经过一次次物理、化学过程,受到一张张掩模的约束,在硅表明硅片经过一次次物理、化学过程,受到一张张掩模的约束,在硅表明形成了一个个电子器件及连线,由此构成逻辑单元乃至整个系统形成了一个个电子器件及连线,由此构成逻辑单元乃至整个系统简称硅表面加工工艺简称硅表面加工工艺芯片制造过程首先要得到的是硅表面加工工艺需要的掩模芯片制造过程首先要得到的是硅表面加工工艺需要的掩模掩模制造过程是集成电路设计生产中成本最高的环节掩模制造过程是集成电路设计生产中成
14、本最高的环节5/9/202436芯片工艺过程小节芯片工艺过程小节加工工艺加工工艺WafferMaskset0.18um 1P6M$1600$180K0.16um 1P6M$1700$260K0.152um 1P6M$1800$270K90nm 1P7M$6000$870K65nm 1P7M$7500$1500K5/9/202437思考思考全面的功能验证、Timing分析趋近100的测试覆盖如何保证数以千万的晶体管能如期协调工作?如何确保交给用户的成品都是合格的?5/9/202438芯片的设计研发芯片的设计研发1数字系统设计的方法学数字系统设计的方法学2 基于语言描述语言的设计流程基于语言描述语
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