晶片開發流程

一言以蔽之:晶片從設計到成品之流程是很複雜的。

晶片開發

開發一顆晶片從設計到成品之流程如下:

  • 設計
  • 光罩
  • 晶圓+晶圓製造
  • 晶圓測試
  • 導線架基板+封裝
  • 封裝測試
晶片開發流程

設計

IC designer依據產品的規格,利用CAD tool來設計和模擬,沒有問題後進入佈局,最後輸出可供量產的gds圖樣,流程如下:

  • 電路設計
  • 電路模擬
  • 佈局
  • CAD
  • 設計定案
設計流程

光罩

IC設計好的圖檔交由光罩(mask)公司製作,完成之光罩再交由晶圓製造廠,流程如下:

  • 光罩基板
  • 描畫
  • 顯影
  • 蝕刻
  • 去除光阻
光罩流程

晶圓

晶圓製造廠會利用矽晶圓(wafer)來製造,其中矽晶圓的製作流程如下:

  • 切片
  • 圓邊
  • 磨平
  • 蝕刻
  • 熱處理
  • 背面破壞
  • 磨平
  • 拋光
  • 表面掃描
晶圓流程

晶圓製造

IC design house設計出來的產品,是委由晶圓廠(foundry)代工,主要工序流程如下:

  • 氧化
  • 光刻
  • 刻蝕
  • 抛光
  • 離子植入
  • 沉積
  • 金屬化
  • 測試
晶圓製造流程

晶圓測試

製造完成之晶圓則需對每一顆晶粒(die)進行測試,測試電氣功能是否正常,良品與不良品會作上記號,流程如下:

  • 晶圓進料
  • 外觀檢驗
  • 電性測試
  • 不良處標記
  • 入庫檢驗
晶圓測試流程

導線架、基板

封裝廠要把晶粒包起來,需要導線架(lead frame)或基板(substrate)的提供。這裡以導線架為例,其製程流程如下:

  • 設計
  • 沖壓
  • 電鍍
  • 沉座貼帶
  • 檢查
導線架流程

封裝

晶圓測試後的良品會送到封裝廠作切割和封裝(package),流程如下:

  • 貼晶圓
  • 晶圓切割
  • 上片
  • 接線
  • 封膠
  • 蓋印
  • 電鍍沾錫
  • 切連桿除膠渣
  • 裝箱
  • 出貨
封裝流程

封裝測試

封裝後的IC就是晶片(chip)了,晶片測試是出廠前的最後測試了,都通過以後,就會被送到市場上銷售。測試廠會透過封裝的引腳做功能檢測來判斷它正不正常,測試方法包括:

  • 最終測試(Final Test)
  • 系統級別測試(System Level Test)