IC制作流程(I)

IC製作流程(I)IC製作流程(II)電路設計的主要目的在產生佈局圖〈layout〉，它能定義出晶圓加工製程中所需要的各層圖案〈pattern〉。藉由佈局圖，可做成晶圓加工製程中所需要的各道光罩〈maskorreticle〉晶圓加工製程是要將上一個設計程序所設計出來的電路及電子元件，能在晶圓上加以實現。而電路上所用到的電子元件〈電晶體、電阻、電容、電感...〉及其間的連線〈interconnection〉，則必須靠各單元製程〈氧化、黃光微影、薄膜沉積、蝕刻、參雜...〉間的反覆配合才能完成。光罩在此的功用在於能定義出各層薄膜的圖案、元件區域，或元件間的連線情形，以達所要的電路功能及規格晶圓加工完後的晶圓，一般會經過晶圓針測〈waferprobe〉的過程，將失敗的晶粒加以標記〈inkdot〉。後將晶圓切割成一小片一小片的晶粒，好的晶粒才會送到構裝〈packaging〉廠加以構裝。構裝的材料一般為陶瓷或塑膠，而構裝的目地在保護其內的晶粒不會受到外界的機械性破壞〈刮痕...〉或免於水氣微塵的滲入。除此以外，它還要提供內部晶粒電極和外部電路板相連的管道〈藉由內部打線，再用IC外殼的pin和電路板接通〉。隨著IC功能的提升，構裝的散熱能力和尺寸大小都是構裝技術必須考量的。構裝後的IC為了品質的確認，會進行測試〈test〉的步驟。在這裡會進行一連串的電氣測試，如速度、功率消耗...等晶圓(Wafer)•矽晶圓來源是石英〈主成份為氧化矽〉經過純化、高溫溶解、蒸溜、沉積等步驟，得到所謂高純度的矽棒siliconrod再以單晶成長方法來得到所需的單晶矽,經過grinding、slicing、lapping、etching、polishing、cleaning及inspection步驟，最後一片片的晶圓才會被包裝起來•晶圓的大小〈指其直徑〉由早先的三吋〈約7.5公分〉到目前的八吋〈約20公分〉，未來將朝的十二吋、十六吋等大尺吋方向前進，主要是為了提高VLSI的產能且提升IC的良率，以增加廠商自身的競爭力。WaferTesting•WAT(WaferAcceptTest):每個Lot抽幾片wafer判定是否整個Lot允收•CP1(ChipProbe):100%screen,test晶圓的好壞•LaserRepair:晶圓修復•CP2:每個Lot抽1到2片wafer看repair狀況•Mapping:使用此方法看wafer上哪些晶圓是好哪些是壞的封裝(Assembly)•IQC(incomingqualitycontrol)•晶圓研磨Grinding•晶圓切割Dicing•DieAttach(leadframe/substrate)•Wirebond(gold)•Molding•P1lasermarkingforBGA•Plating(IC腳電鍍)/BallMount•IC腳切割/清除助焊劑•成型PackageDesignFlow產品尺寸晶片尺寸及銲墊位置耗電量預算申請電性及熱傳的模擬分析銲線圖設備的採購驗收報告PackageOutlineChipSizeandBondpadLocationBudgetApplicationElectricalandThermalSimulationBondingDiagramEquipmentpreparationBuy-offreport試產報告SAT分析材料清單QualRunAssemblyReport可靠性測試報告TrialRunReportSATAnalysisBOMQualRunAssemblyReportReliabilityTestReport•為了確保電子元件能符合電性需求，在產品開發時就導入電性模擬分析，可以先期分析RLC數值，有效達到最佳化的設計。•主要分析：•1.Package電氣模型(ElectricalModel)：提供RLC數值及TransmissionLine的參數(Parameters)。•2.電性分析(ElectricalPerformanceAnalysis)：瞭解電子元件是否合乎系統在時序(Time)，速度(Speed)，及信號完整度(SignalIntegrity)上的要求。•為了確保電子元件能符合散熱需求，能將熱量從元件傳遞至系統，在產品開發時就導入熱傳模擬分析，可以有效達到最佳化的設計。•主要目的：•1.確保元件能符合功能和溫度限制•2.確保元件的工作溫度符合可靠性的要TSOPICPackageFlowBGAICPackageFlowBGAOutline•BGAPackage“CentralPad”WindowWBGAforCentralPadIC“PeripheralPad”WindowWBGAforPeripheralPadICThermoplasticAdhesiveOrganicSubstrateWireEncapsulantDie0.3mmEncapsulantThermoplasticAdhesiveOrganicSubstrateWireEncapsulantDie0.3mmPackagePerformanceComparisonTSOPF-BGAwBGABareDieBumpingtCSPDrawingFrequency166Mhz250Mhz400Mhz400Mhz400MhzThermalDissipationFairFairFairFairGood54Ball(13x11x1.4)60Ball(13x8.5x1.2)54Pin(14x8.5x1.0)60Ball(15.5x9.5x1.2)60Ball(15.5x8.5x1.2)60Pin(15.5x8.5x1.0)ModuleDesignGoodDifficultDifficultDifficultFairModuleProductibilityGoodFairFairPoorGoodRMAGoodPoorPoorDifficultGoodFunctionTestGoodDifficultDifficultDifficultGoodBurn-inGoodDifficultDifficultDifficultGoodOnboardsignalmeansurementGoodDifficultDifficultDifficultGoodModuleTestGoodGoodGoodGoodGoodReliability:ThermalGoodFairFairPoorGoodMechanicalGoodPoorPoorFragileGoodChipSize(mm)11.76x22.22x1.27NoStandardFinalTesting•Advantest5581/5585/5593•日本愛德萬公司生產•5581forSDRAM一次可測64顆DRAM•一台1億•5585forDDRSDRAM一次可測128顆DRAM•一台2億•可做高低溫,高低電壓,功能,速度測試•5593forDDRIIFTflow•FT1:常溫25度先做基本功能測試,如open/short,basicread/write,Pattern•Burn-In(燒機):125度,高電壓長時間read/writetest,主要是將早夭期的IC給提早死亡•FT2:低溫-10度基本功能測試•FT3:高溫75度基本功能測試及速度分類ICBURN-INBASICTHEORYDefectRate00.20.40.60.814HR8HR24HR48HR96HRBurn-inHour1.Burn-InisaeasywaytoscreeninglatendefectIC.2.CostIssued:DecideOptimalBurn-InCondition.3.FindOptimalCurvefittingBurn-InModel.Decide:VCC/HOUR/TEMP/WaveForm….