芯片制作技术的研究
【】在芯片制作这个行业中，我考虑到了一些芯片制作工序是否适应微电子化工艺，我想通过理论和自己实际在企业实践过程中所遇到的工艺问题做一个论证。还有就是对于整个芯片制造过程有很强烈的研究兴趣，生产过程是怎么样保证进行的，成品芯片在这个过程是怎么保证质量的。通过研究整个芯片制作工序，能让我在工艺测试缺陷中，能更好的发现芯片的不良品原因。能以最快的速度定位到芯片故障位置。所以就想做一篇关于芯片制作的企业实践论文。本篇论文主要研究的是芯片制作的各个生产流程，主要分为芯片的设计、晶圆制造、芯片封装和芯片封装后的芯片检测流程，再加上芯片缺陷分析。而芯片设计又分为规格制定和电路设计两块，晶圆制造主要是晶体转换到晶圆的具体过程，封装主要有晶圆切片、贴片、芯片的引线键合这几个重要点，芯片的检测流程主要是有无污染和勾线力测试这些。芯片制造业在整个国家消费GDP占比中已经超过了石油占比，近些年来国家大力支持集成电路制造业的发展，大量的资本进入必然会促进整个半导体行业的发展。
目录
引言 1
一、芯片制作技术 1
（一）芯片产业的构成 1
（二）芯片产业的工艺发展与应用 3
二、芯片的制作 4
（一）芯片设计 5
（二）晶圆制造 7
（三）光蚀刻 13
（四）封装 15
三、芯片的检测流程 24
（一）力学检测 24
（二）光学检测 25
（三）重复检测及问题处理 27
四、芯片常见缺陷分析 31
（一）引线键合一点力的判断 32
（二）起球 32
（三）一点或二点不连 33
（四）线弧高度适应范围 34
（五）芯片表面污染 34
结束语 35
参考文献 36
致谢 37
.
引言
集成电路的快速发展是整个信息技术产业的基石，没有强大的集成电路制造体系，就不会促进今天信息产业的腾飞。随着电子工业发展，电子产品日居于小型化，使得人类生活越来越丰富。半导体产业的发展已经变成了世界主要产业，芯片制造技术的进步也尤为重要，生产过程中工艺水平的进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
步才是整个制造技术的根基。
今天我国的芯片制造产业因为国家的大力投入，整个行业发展迅速，也让中国集成电路制造业得到显著提升，虽然有国家政策的支持，如果缺乏创新能力，对技术研发投入小，终究只能被这些全球跨国高科技公司所主导。产业现状还是不太理想，希望对于未来人才投入加大，创造一个培养人才的环境，高科技人才培养依然是最重要的。
要说今天的中国芯片制作技术产业对比国外来看，还是比较薄弱的，虽然这两年有了些中国大的科技公司，比如华为的海思芯片设计公司在市场上获取了很大的成功，像紫光科技这些集成电路制造领域的，这两年得到了很大的发展。国外的主要是美国公司垄断着整个世界半导体行业，能说的上来的都是美国的，像英特尔在芯片制造领域有自己全部工序的专利技术，霸占了几十年的高端芯片制造领域。三星和台积电是晶圆制造领域的佼佼者，他们至少10年不会被人超越。所以中国想在芯片制作技术产业想要领导世界，路途依然遥远。
一、芯片制作技术
所谓芯片制作技术是因为什么而诞生的？芯片制作技术到底是什么？如果你发一封电子邮件，在网页的数据库建立一个链接索引，传输一个画面，以一秒60帧的速率传输高帧画面，要想实现这个操作必须有一台电脑。电脑最核心的就是微型处理器，电脑里有数以千计的芯片需求来完成整个电脑的硬件系统。电脑的需求触发了芯片制作技术的诞生。芯片制作技术当然需要的是要生产的芯片制造工具，芯片制造公司的机器设备把硅晶材料通过一步步的芯片制作加工工序形成最后的芯片成品。通过超强真空处理，化学浸泡，高能等离子体加工，紫外光照射等一系列加工操作步骤，硅芯片再经过数百个制造工序，把芯片变为CPU、图形处理器、存储芯片、信号射频芯片、声卡芯片、电源芯片、光电芯片等等数以千计的芯片种类。
（一）芯片产业的构成
半导体产业链有不同的产业分工，IC产业链包括IC设计、IC制造、IC封装，各阶层都有不同的分工，下面我来介绍一下上、中、下游典型代表的企业。
IC设计作为最具有知识产权和专利的高科技企业，代表性知名企业有高通、联发科、展讯、联咏。
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图1 芯片设计企业
IC制造作为半导体业也是较为核心的高端制造，只有极少数企业掌握，以台积电、三星、Intel为核心，只有这三家真正掌握技术。
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图2 晶圆代工企业
封装测试的厂子大概有一二十家，日月光、汐品科技。
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图3 封装测试企业
（二）芯片产业的工艺发展与应用
近些年来芯片制造行业越来越重要，它代表着一个国家信息化工业时代的命运，中国虽然是消费电子最大生产国，但通过一颗小小的芯片就死死掐住中国的喉咙，中国企业并不掌握核心技术，而且利润微薄，这个我们必须实事求是，拥有核心技术的美国是最大受益者，2016年我国芯片进口已经高达石油进口的两倍。
芯片核心制程工艺掌握在工艺随着移动设备快速发展，移动设备因为电池的影响，必须用更高的工艺制程来达到更小的芯片体积，更小的功耗和发热，更大的处理能力，种种原因加大市场的需求，世界半导体行业又有了新的朝气，蓬勃发展。我记得第一代2011年第一代iPhone4 处理器是45nm制程，采用的是三星的制程工艺，发热和耗电量都很大，但那时iphone4已经是最好的手机了。过了一年，台积电已经准备好新一代28nm制程，苹果看到契机想要采用，用来拢固自己在移动终端的地位。iPhone4s本来是要用28nm制程来实现硬件和软件最好的结合，因三星有更好的IC设计能力，还有成熟的32nm制程工艺，苹果选择了三星。今年2018年，三星电子已经变成世界最大的半导体公司，英特尔会这样甘拜下风吗？像消费电子中的桌面处理器，服务器处理器主要由英特尔控制绝对的市场，英特尔是这几十年来最大的半导体巨头，他拥有IC设计到IC制造到销售服务为一体的半导体公司。这两年高端芯片代工领域赚取了很多利润，拥有高端制程代工的企业只有三星和台积电，随着电脑需求量的下降，英特尔空出了一些产能，英特尔也进入了芯片代工领域，2017年10月英特尔宣布也进入10nm制程工艺，所以现在有三家高端芯片代工公司，三星、台积电、和英特尔。昔日的芯片制造行业巨头能否在芯片工艺制程上赶超后来者居上的三星和台积电。
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图4 芯片制造制程
二、芯片的制作
芯片的制作分为芯片设计，晶圆制造，光蚀刻工艺，芯片的封装这四大块，每一块是呈生产工序顺序来写的，每一块生产工序都有小结。
（一）芯片设计
芯片设计是整个制造过程最开始要做的，有了基本的规格和电路才能开始制造。芯片设计出来后，才能进入实际的芯片制造过程，芯片设计在芯片制造中的地位很强，一家掌握整个芯片设计技术专利的公司在芯片制造行业来说有着很大的竞争力，别人不管你得芯片是谁代工出来的，只问你的芯片是谁设计的，所以设计公司的品牌，一定程度的代表了你芯片的综合性能。
芯片制造的过程就像是砖头盖屋子，晶元作为地基，然后才有后面的芯片制造流程，就可产出须要的芯片。建筑师的脚色是负责设计房体架构，在IC设计中也必要有人来设计芯片。
目录
引言 1
一、芯片制作技术 1
（一）芯片产业的构成 1
（二）芯片产业的工艺发展与应用 3
二、芯片的制作 4
（一）芯片设计 5
（二）晶圆制造 7
（三）光蚀刻 13
（四）封装 15
三、芯片的检测流程 24
（一）力学检测 24
（二）光学检测 25
（三）重复检测及问题处理 27
四、芯片常见缺陷分析 31
（一）引线键合一点力的判断 32
（二）起球 32
（三）一点或二点不连 33
（四）线弧高度适应范围 34
（五）芯片表面污染 34
结束语 35
参考文献 36
致谢 37
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引言
集成电路的快速发展是整个信息技术产业的基石，没有强大的集成电路制造体系，就不会促进今天信息产业的腾飞。随着电子工业发展，电子产品日居于小型化，使得人类生活越来越丰富。半导体产业的发展已经变成了世界主要产业，芯片制造技术的进步也尤为重要，生产过程中工艺水平的进 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
步才是整个制造技术的根基。
今天我国的芯片制造产业因为国家的大力投入，整个行业发展迅速，也让中国集成电路制造业得到显著提升，虽然有国家政策的支持，如果缺乏创新能力，对技术研发投入小，终究只能被这些全球跨国高科技公司所主导。产业现状还是不太理想，希望对于未来人才投入加大，创造一个培养人才的环境，高科技人才培养依然是最重要的。
要说今天的中国芯片制作技术产业对比国外来看，还是比较薄弱的，虽然这两年有了些中国大的科技公司，比如华为的海思芯片设计公司在市场上获取了很大的成功，像紫光科技这些集成电路制造领域的，这两年得到了很大的发展。国外的主要是美国公司垄断着整个世界半导体行业，能说的上来的都是美国的，像英特尔在芯片制造领域有自己全部工序的专利技术，霸占了几十年的高端芯片制造领域。三星和台积电是晶圆制造领域的佼佼者，他们至少10年不会被人超越。所以中国想在芯片制作技术产业想要领导世界，路途依然遥远。
一、芯片制作技术
所谓芯片制作技术是因为什么而诞生的？芯片制作技术到底是什么？如果你发一封电子邮件，在网页的数据库建立一个链接索引，传输一个画面，以一秒60帧的速率传输高帧画面，要想实现这个操作必须有一台电脑。电脑最核心的就是微型处理器，电脑里有数以千计的芯片需求来完成整个电脑的硬件系统。电脑的需求触发了芯片制作技术的诞生。芯片制作技术当然需要的是要生产的芯片制造工具，芯片制造公司的机器设备把硅晶材料通过一步步的芯片制作加工工序形成最后的芯片成品。通过超强真空处理，化学浸泡，高能等离子体加工，紫外光照射等一系列加工操作步骤，硅芯片再经过数百个制造工序，把芯片变为CPU、图形处理器、存储芯片、信号射频芯片、声卡芯片、电源芯片、光电芯片等等数以千计的芯片种类。
（一）芯片产业的构成
半导体产业链有不同的产业分工，IC产业链包括IC设计、IC制造、IC封装，各阶层都有不同的分工，下面我来介绍一下上、中、下游典型代表的企业。
IC设计作为最具有知识产权和专利的高科技企业，代表性知名企业有高通、联发科、展讯、联咏。
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图1 芯片设计企业
IC制造作为半导体业也是较为核心的高端制造，只有极少数企业掌握，以台积电、三星、Intel为核心，只有这三家真正掌握技术。
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图2 晶圆代工企业
封装测试的厂子大概有一二十家，日月光、汐品科技。
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图3 封装测试企业
（二）芯片产业的工艺发展与应用
近些年来芯片制造行业越来越重要，它代表着一个国家信息化工业时代的命运，中国虽然是消费电子最大生产国，但通过一颗小小的芯片就死死掐住中国的喉咙，中国企业并不掌握核心技术，而且利润微薄，这个我们必须实事求是，拥有核心技术的美国是最大受益者，2016年我国芯片进口已经高达石油进口的两倍。
芯片核心制程工艺掌握在工艺随着移动设备快速发展，移动设备因为电池的影响，必须用更高的工艺制程来达到更小的芯片体积，更小的功耗和发热，更大的处理能力，种种原因加大市场的需求，世界半导体行业又有了新的朝气，蓬勃发展。我记得第一代2011年第一代iPhone4 处理器是45nm制程，采用的是三星的制程工艺，发热和耗电量都很大，但那时iphone4已经是最好的手机了。过了一年，台积电已经准备好新一代28nm制程，苹果看到契机想要采用，用来拢固自己在移动终端的地位。iPhone4s本来是要用28nm制程来实现硬件和软件最好的结合，因三星有更好的IC设计能力，还有成熟的32nm制程工艺，苹果选择了三星。今年2018年，三星电子已经变成世界最大的半导体公司，英特尔会这样甘拜下风吗？像消费电子中的桌面处理器，服务器处理器主要由英特尔控制绝对的市场，英特尔是这几十年来最大的半导体巨头，他拥有IC设计到IC制造到销售服务为一体的半导体公司。这两年高端芯片代工领域赚取了很多利润，拥有高端制程代工的企业只有三星和台积电，随着电脑需求量的下降，英特尔空出了一些产能，英特尔也进入了芯片代工领域，2017年10月英特尔宣布也进入10nm制程工艺，所以现在有三家高端芯片代工公司，三星、台积电、和英特尔。昔日的芯片制造行业巨头能否在芯片工艺制程上赶超后来者居上的三星和台积电。
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图4 芯片制造制程
二、芯片的制作
芯片的制作分为芯片设计，晶圆制造，光蚀刻工艺，芯片的封装这四大块，每一块是呈生产工序顺序来写的，每一块生产工序都有小结。
（一）芯片设计
芯片设计是整个制造过程最开始要做的，有了基本的规格和电路才能开始制造。芯片设计出来后，才能进入实际的芯片制造过程，芯片设计在芯片制造中的地位很强，一家掌握整个芯片设计技术专利的公司在芯片制造行业来说有着很大的竞争力，别人不管你得芯片是谁代工出来的，只问你的芯片是谁设计的，所以设计公司的品牌，一定程度的代表了你芯片的综合性能。
芯片制造的过程就像是砖头盖屋子，晶元作为地基，然后才有后面的芯片制造流程，就可产出须要的芯片。建筑师的脚色是负责设计房体架构，在IC设计中也必要有人来设计芯片。
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