半導體產業——集成電路封裝續
電路設計
電路設計是生產晶元整個過程的第一步。電路設計由布局和尺寸設計電路上一塊塊的功能電路圖開始，比如邏輯功能圖。這個邏輯圖設計了電路要求的主要功能和運算。接下來，設計人員將邏輯功能圖轉化為電路圖。電路圖標示出了各種電路元件的數量和連接關係。每一個元件在圖上由符號代表。附在電路圖上的是電路運行必須的電參數。
第三步是電路版圖設計，它是半導體集成電路所獨有的。電路的工作運行與很多因素有關，包括材料電阻率，材料物理特性和元件的物理尺寸。另外的因素是各個元件之間的相對定位關係。所有這些有考慮的元素決定了元件、器件、電路的物理布局。線路圖設計開始於使用複雜尖端的計算機輔助設計系統將每一個電路元件轉化為具體的圖形和尺寸。通過CAD系統構造成電路，接下來將是最後的設計完全複製。得出的結果是一張展示所有子層圖形的複合疊加圖。此圖被稱為複合圖。複合圖類似於一座多層辦公樓的設計圖，從頂部俯視並展示所有樓層。但是，複合圖是實際電路尺寸的許多倍。
製造集成電路和蓋樓房同樣需要一層層地建，因此必須將電路的複合圖分解為每層的設計圖。
每層的圖形是數字化的（數字化是圖形轉換為資料庫）並由計算機處理的X-Y坐標的設計圖。
光刻母版和掩模版
光刻工藝用於在晶圓表面和內部產生需要的圖形和尺寸。將數字化圖形轉到晶圓上需要一些加工步驟。在光刻製程中，準備光刻母版是其中的一個中間步驟。光刻母版是在玻璃或石英板的鍍薄膜鉻層上生成分層設計電路圖的複製圖。
光刻母版可直接用於進行光刻，也可能被用來製造掩模版。掩模版也是在玻璃底板表層鍍鉻。在加工完成後，在掩模版表面會覆蓋許多電路圖形的副本。掩模版用於在整個晶圓表面形成圖形。電子束曝光系統跳過光刻母版或掩模版，並直接在晶圓表面曝光。
光刻母版和掩模版由工廠單獨的部門製造或者從外部供應商購買。每個電路類型都有自己分別的光刻母版或掩模版。
摻雜
摻雜是將特定量的雜質通過薄膜開口引入晶圓表層的工藝過程。它有兩種工藝方法：熱摻雜和離子注入。
熱擴散是在1000℃左右的高溫下發生的化學反應，晶圓暴露在一定摻雜元素氣態下。擴展的簡單例子就如同除臭劑從壓力容器內釋放到房間中。氣態下的摻雜原子通過擴散化學反應遷移到暴露的晶圓表面，形成一層薄膜。在晶元應用中，熱擴散也稱為固態擴散，因為晶圓材料是固態的。擴散摻雜是一個化學反應過程。由物理規律支配雜質的擴散運動。
離子注入是一個物理過程。晶圓被裝在離子注入機的一端，摻雜離子源在另一端。在離子源的一端，摻雜體原子被離子化，被電場加到超高速，穿過晶圓表層。原子的動量將摻雜原子注入晶圓表層，就好像一粒子彈從槍內射入牆中。
摻雜工藝的目的是在晶圓表層內建立兜形區。
熱處理
熱處理是簡單地將晶圓加熱和冷卻來達到特定結果地製程。在熱處理地過程中，在晶圓上沒有增加或減去任何物質。然而，工藝過程可能會在晶圓中或晶圓上面產生污染。
在離子注入製程後會有一步重要的熱處理。摻雜原子的注入所造成的晶圓損傷會被熱處理修復，這稱為退火，溫度在1000℃左右。另外，金屬導線在晶圓上製成後會有一步熱處理。這些導線在電路的各個器件之間承載電流。為了確保良好的導電性，金屬會在450℃熱處理後與晶圓表面緊密熔合。熱處理的第三種重要用途是通過加熱在晶圓表面的光刻膠將溶劑蒸發掉，從而得到精確的圖形。
晶圓中測
在晶圓製造完成之後，接下來是一步非常重要的測試步驟：晶圓中測。這步測試是晶圓生產過程的報告卡。在測試過程中，檢測每一個晶元的電性能和電路功能。晶圓中測又稱為晶元分選或電分選。
在測試時，晶圓被固定在真空吸力的卡盤上，並將很細的探針對準晶元的每一個壓點使其相接觸。將探針與測試電路的電源相連，並記錄下結果。測試的數量、順序和類型由計算機程序控制。測試機是自動化的，所以在探針卡與第一片晶圓對準後的測試工作無須操作員的輔助。
測試是為了以下3個目的。第一，在晶圓送到封裝工廠之前，鑒別出合格的晶元。第二，對器件或電路的電性參數進行特性評估。工程師們需要監測參數的分布狀態來保持工藝的質量水平。第三，晶元的合格品與不良品的核算會給晶圓生產人員提供全面的業績反饋。合格晶元與不良品在晶圓上的位置在計算機上以晶圓圖的形式記錄下來。從前的老式技術在不良品晶元上塗一個墨點。
晶圓中測是主要的晶元良品率統計方法之一。隨著晶元的面積增大和密度提高使得晶圓測試的費用越來越大。這樣一來，晶元需要更長的測試時間以及更加精密複雜的電源、機械裝置和計算機系統來執行測試工作和監控測試結果。視覺檢查系統也是隨著晶元尺寸擴大而更加精密和昂貴的。縮短晶元測試時間也是一個挑戰。晶元的設計人員被要求將測試模式引入存儲陣列。測試的設計人員在探索如何將測試流程更加簡化而有效，例如在晶元參數評估合格後使用簡化的測試程序，另外也可以隔行測試晶圓上的晶元，或者同時進行多個晶元的測試。
關於集成電路設計的部分至此就結束了，下一節小編將為大家講述半導體製造中的污染控制問題，敬請期待！
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