半导体制造全流程详解

半导体制造全流程可分为晶圆制备、前道工艺（芯片加工）、后道工艺（封装测试）三大阶段，以下是核心步骤详解：

一、晶圆制备

1. 原材料提纯
   从硅砂（二氧化硅含量≥95%）中提取高纯度硅（99.9999999%以上），通过提拉法将熔融硅制成单晶硅锭，切割成直径200-300mm的薄片（晶圆）。

2. 晶圆表面处理
   切割后的晶圆需研磨、化学刻蚀去除表面缺陷，再经抛光形成纳米级平整度，最后清洗去除残留污染物。

二、前道工艺（芯片加工）

3. 氧化
   在晶圆表面形成二氧化硅（SiO₂）绝缘层，方法包括：

• 干法氧化：纯氧环境，生成薄而致密的氧化层（栅极氧化层常用）。

• 湿法氧化：水蒸气参与，速度快但密度低，用于保护层。

4. 光刻

   
   

• 涂胶：旋涂法均匀覆盖光刻胶（正胶受光分解，负胶受光聚合）。

• 曝光：通过掩膜版用紫外光或极紫外光（EUV）将电路图案转移到光刻胶。

• 显影：溶解未曝光区域光刻胶，露出底层氧化膜。

5. 刻蚀

• 湿法刻蚀：化学溶液各向同性刻蚀，成本低但精度有限。

• 干法刻蚀：等离子体各向异性刻蚀（如反应离子刻蚀RIE），适合纳米级精细结构。

6. 薄膜沉积
   交替沉积导电金属（铜、铝）和绝缘介质层（SiO₂、氮化硅），方法包括：

• 化学气相沉积（CVD）：用于均匀薄膜。

• 物理气相沉积（PVD）：如溅射，用于金属层。

7. 掺杂（离子注入）
   通过高能离子束注入改变硅的电学特性（如形成P/N结），后续退火修复晶格缺陷。

8. 互连与研磨
   通过光刻和刻蚀形成多层金属导线连接元件，化学机械抛光（CMP）确保层间平整。

三、后道工艺（封装测试）

9. 晶圆测试
   探针台对晶圆上的每个芯片进行电性测试，标记缺陷单元。

10. 切割与封装

• 切割：金刚石刀片或激光将晶圆分割为单个芯片。

• 封装：引线键合、塑封（环氧树脂）、安装引脚，类型包括QFP、BGA等。

11. 终测与质检
    测试封装后芯片的电气性能、散热及可靠性，剔除不合格品。

关键技术支持

• 超净环境：芯片加工需在Class 1-10级无尘室进行，避免颗粒污染。

• 精密设备：如光刻机（ASML EUV）、刻蚀机（Lam Research）、CMP设备等。

• 材料创新：高介电材料（HKMG）、3D封装技术提升性能。

流程图示意

晶圆制备 → 氧化 → 光刻 → 刻蚀 → 薄膜沉积 → 掺杂 → 互连 → 测试 → 切割 → 封装 → 终测

通过以上流程，一粒沙最终转化为包含数十亿晶体管的芯片，支撑现代电子设备运行。更多技术细节可参考等来源。

芯片清洗剂介绍

·          研发的水基清洗剂配合合适的清洗工艺能为芯片封装前提供洁净的界面条件。

·         水基清洗的工艺和设备配置选择对清洗精密器件尤其重要，一旦选定，就会作为一个长期的使用和运行方式。水基清洗剂必须满足清洗、漂洗、干燥的全工艺流程。

·         污染物有多种，可归纳为离子型和非离子型两大类。离子型污染物接触到环境中的湿气，通电后发生电化学迁移，形成树枝状结构体，造成低电阻通路，破坏了电路板功能。非离子型污染物可穿透PC B 的绝缘层，在PCB板表层下生长枝晶。除了离子型和非离子型污染物，还有粒状污染物，例如焊料球、焊料槽内的浮点、灰尘、尘埃等，这些污染物会导致焊点质量降低、焊接时焊点拉尖、产生气孔、短路等等多种不良现象。

·         这么多污染物，到底哪些才是最备受关注的呢？助焊剂或锡膏普遍应用于回流焊和波峰焊工艺中，它们主要由溶剂、润湿剂、树脂、缓蚀剂和活化剂等多种成分，焊后必然存在热改性生成物，这些物质在所有污染物中的占据主导，从产品失效情况来而言，焊后残余物是影响产品质量最主要的影响因素，离子型残留物易引起电迁移使绝缘电阻下降，松香树脂残留物易吸附灰尘或杂质引发接触电阻增大，严重者导致开路失效，因此焊后必须进行严格的清洗，才能保障电路板的质量。

·          运用自身原创的产品技术，满足芯片封装工艺制程清洗的高难度技术要求，打破国外厂商在行业中的垄断地位，为芯片封装材料全面国产自主提供强有力的支持。