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
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
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
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
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
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)