晶圓,始于薄的圓柱型晶硅,直徑一般分150毫米(6英寸)、200毫米(8英寸)、300毫米(12英寸),通過在晶圓上鍍上各種材料成為多層膜和幾何圖形,最終產(chǎn)生出成千上萬很小的電子器件。多維科技生產(chǎn)的TMR磁傳感器芯片,最小尺寸可達(dá)到0.5mm×0.5 mm,與20年前單個器件占據(jù)的面積相比,這個尺寸小很多。
晶圓的制造過程可劃分為前道(Front-end)和后道(Back-end),前道包括晶圓處理工序(WaferFabrication)和晶圓針測工序(WaferProbe),后道包括封裝工序(Packaging)和測試工序(InitialTestandFinalTest)。晶圓的整個制造過程中會涉及到很多物理、化學(xué)過程。
一、前道(Front-end)
1、晶圓處理工序WaferFabrication
本工序的主要工作是在晶圓上制作磁路和電路,其處理程序的基本步驟是先將晶圓適當(dāng)清洗,再在其表面進(jìn)行氧化和物理/化學(xué)氣相沉積,然后進(jìn)行鍍膜、光刻、刻蝕、回火等反復(fù)步驟,最終在晶圓上完成磁性傳感器芯片的加工與制作。
2、晶圓針測工序WaferProbe
經(jīng)過晶圓處理工序后,晶圓上即形成許多小格,稱之為晶方或晶粒(Die)。在一般情形下,同一片晶圓上皆制作相同的晶片,但是也有可能在同一片晶圓上制作不同規(guī)格的產(chǎn)品;這些晶圓必須通過晶片允收測試,晶粒將會逐一經(jīng)過針測(Probe)儀器以測試其電氣特性,不合格的晶粒將會被標(biāo)上記號(InkDot),此程序稱為晶圓針測工序(WaferProbe)。然后晶圓將依晶粒為單位被切割成一粒粒獨立的晶粒。
二、后道(Back-end)
1、封裝工序Packaging
將單個的晶粒固定在塑膠或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接,以作為與外界電路板連接之用,最后蓋上塑膠蓋板,用膠水封死。其目的是用以保護(hù)晶粒避免受到機(jī)械刮傷或高溫破壞。到此才算制成了一塊集成電路芯片(IntegratedCircuit;簡稱IC)。
2、測試工序InitialTestandFinalTest
芯片制造的最后一道工序為測試,其又可分為一般測試和特殊測試,前者是將封裝后的芯片置于各種環(huán)境下測試其電氣特性,如消耗功率、運行速度、耐壓度等。經(jīng)測試后的芯片,依其電氣特性劃分為不同等級。而特殊測試則是根據(jù)客戶特殊需求的技術(shù)參數(shù),從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片,做有針對性的專門測試,看是否能滿足客戶的特殊需求,以決定是否須為客戶設(shè)計專用芯片。經(jīng)一般測試合格的產(chǎn)品貼上規(guī)格、型號及出廠日期等標(biāo)識的標(biāo)簽并加以包裝后即可出廠,而未通過測試的芯片則視其達(dá)到的參數(shù)情況定為降級品或廢品。
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