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概述
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概述
开启本篇文章前，这里给大家做一个科普，现代数字设备（智能手机、个人电脑、游戏机等）都是强大的技术。这些功能大部分来自微芯片，这是现存最小但最精细的技术之一。2024 年，半导体单位销量达到创纪录的 2.15 万亿出货量。这相当于地球上每个人拥有 165 个芯片。但是，尽管它们的广泛存在可能意味着制造微芯片并非易事。制造任何芯片都需要多种工艺。本文准备了一张全流程工艺图，有需要可以下载保存。
PS：
其实半导体芯片制造的工艺中也会需要刀具加工这个环节，所以本文会用浅显易懂的文字给大家展示芯片制造工艺流程，也希望您在面对这类客户的时候有一些相关的知识储备。
#2
半导体工艺流程图详解
2.1
Oxidation（氧化）
半导体氧化工艺是半导体制造中的关键工艺之一。它是在高温条件下，通过让硅片表面与氧气或水汽发生化学反应，在硅表面生长出一层二氧化硅薄膜。这层氧化膜可作为绝缘层，用于隔离不同的半导体区域，防止电流泄漏，还能作为杂质扩散的掩蔽层，精确控制杂质的扩散区域，对提高半导体器件的性能、稳定性和可靠性起着重要作用，常见的方法有热氧化、湿氧化等。
2.2
Photolithography（光刻）
它利用光刻系统，将掩膜版上的集成电路图案通过光线投影转移到涂有光刻胶的半导体晶圆表面。光刻过程包括晶圆涂胶、曝光、显影等步骤，通过控制光线波长、透镜精度等，实现对图案的高精度复制，把设计好的复杂电路结构转移到半导体材料上，其精度对芯片性能和集成度至关重要，是推动半导体技术不断进步的核心工艺之一。
2.3
Etching（蚀刻）
是半导体制造中用于将光刻后的图案进行精确加工的关键步骤。它通过化学或物理方法，有选择性地去除半导体晶圆上未被光刻胶保护的部分，从而形成精确的电路结构和元件。蚀刻过程需严格控制蚀刻剂、温度、压力等参数，以确保蚀刻的精度和均匀性，对提高芯片性能、集成度及降低功耗等意义重大。
2.4
Implantation（掺杂）
是向纯净半导体中引入杂质原子以改变其电学性质的技术。通过热扩散或离子注入等方法，将特定杂质（如硼、磷等）掺入半导体晶格。热扩散利用高温使杂质原子扩散进入半导体；离子注入则是将离子化杂质加速打入半导体。掺杂可形成 P 型或 N 型半导体，从而制造出二极管、晶体管等器件，是制造半导体器件、构建集成电路，实现各种电子功能的基础工艺。
2.5
Metal Deposition（金属沉积）
将金属材料沉积在半导体晶圆表面或特定区域的工艺。其目的是形成电极、互连线路等结构，以实现半导体器件的电连接和功能。常用的沉积方法有物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）等。该工艺需精确控制沉积的金属种类、厚度、均匀性等参数，以确保半导体器件的性能、可靠性和稳定性，是制造高性能半导体芯片等器件的关键技术环节之一。
2.6
Polishing（抛光）
旨在对半导体晶圆表面进行平整化处理。通过使用化学机械抛光（CMP）等技术，利用研磨液和抛光垫，在化学作用与机械力共同影响下，去除晶圆表面的多余材料，减少表面粗糙度、消除划痕和凹凸不平，使晶圆获得高度平整、光滑的表面，为后续光刻、蚀刻等工艺提供良好基础，确保半导体器件的性能、良率和可靠性。
2.7
EDS（Electrical Die Sorting）
EDS 工艺主要目的是对半导体材料进行元素成分分析。通过电子束激发样品产生特征 X 射线，依据射线的能量和强度确定元素种类与含量，能检测半导体中杂质、分析掺杂情况，为研究材料特性、优化工艺提供依据，也用于分析失效样品成分，帮助查找制造缺陷或设计问题根源，并非主要用于基于电气特性的芯片筛选与修补。
2.8
Dicing（切割）
通常采用划片机，利用金刚石刀片或激光等技术，按照预设的切割道对晶圆进行精确切割。刀片切割靠机械力使晶圆沿切割线分离，激光切割则是利用高能量激光束瞬间熔化或气化材料实现切割。此工艺要求极高的精度和稳定性，以减少芯片损伤、裂片等问题，确保切割后的芯片尺寸精确、边缘整齐，满足后续封装及应用需求。
2.9
Die Attach（芯片粘接）
是将芯片固定到封装载体或基板上的关键步骤。主要有两种方式，一是用银胶等粘接材料涂覆在芯片与载体接触表面，利用材料固化实现机械连接与电气导通；二是共晶焊接，通过加热使芯片与基板上的金属层在特定温度下形成合金共晶层来完成连接。此工艺需严格控制温度、压力、时间等参数，确保粘接强度高、稳定性好，以保障芯片在封装后能正常工作，提高产品可靠性。
.10
Wire Bonding（引线键合）
是实现芯片与封装外壳电气连接的关键技术。它利用金属丝（如金线、铝线），通过热压、超声或热超声等方式，将芯片上的焊盘与封装基板的引脚逐一连接。热压键合靠加热加压使金属丝与焊盘形成金属间化合物；超声键合利用超声振动破坏金属表面氧化层实现连接；热超声则结合了两者优势。该工艺要求键合强度高、寄生参数小，以确保芯片信号传输稳定，提高封装后的性能与可靠性。
.11
Encapsulation（封装）
将芯片进行保护和电气连接的重要环节。首先将芯片固定在封装基板或框架上，通过引线键合等技术实现芯片与外部的电气连接，再用塑料、陶瓷等封装材料对芯片进行包封，为芯片提供物理保护，防止其受外界环境影响。最后进行测试和切割等后处理，制成符合标准的封装芯片，使其能方便地应用于各类电子设备中，提高芯片的稳定性、可操作性与适用性。
.12
Testing（测试）
是确保芯片质量和性能的关键环节。在测试时，会运用专门的测试设备，给芯片输入各种激励信号，然后采集输出信号，对芯片的电气性能、功能完整性等进行检测，包括检测芯片的逻辑功能、时序、电压电流参数等是否符合设计要求。还会进行可靠性测试，如高温、低温、老化等试验。通过这些测试筛选出不良品，保证出厂芯片的质量和稳定性，提高产品的合格率和可靠性。
.13
Packaging（包装）
将测试合格的芯片进行最终包装，准备出货。
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