CN116207078B - 一种芯片结构及其制作与测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种芯片结构及其制作与测试方法，芯片结构包括若干间隔均匀的横向切割基准线和纵向切割基准线，横向切割基准线与纵向切割基准线将晶圆分为若干芯片，两横向相邻的芯片镜像布置组成芯片对，若干芯片对组成单元芯片结构。将两横向相邻的芯片镜像布置组成芯片对，当某片晶圆在晶圆测试不合格时，可单独对该晶圆上的芯片进行检测，由于两横向相邻的芯片镜像布置，在检测时可采用定制的矩形针卡直接对两列镜像的芯片进行测试，相较于单独对晶圆上的每个芯片进行测试，将芯片设置为镜像，并对其两列两列的测试，可以极大的增加芯片测试的效率，从而更快的从晶圆上筛选出失效的芯片，从而保留其上合格的芯片，节约生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种芯片结构及其制作与测试方法。
背景技术
芯片是一种在半导体衬底上制作能实现一系列特定功能的集成电路，广泛应用于各类电子产品中，芯片的制造过程为使用单晶硅晶圆(或III-V族，如砷化镓)用作基层，然后使用光刻、掺杂、CMP等技术制成MOSFET或BJT等组件，再利用薄膜和CMP技术制成导线，如此便完成芯片制作；
为保证芯片出厂的良品率，芯片出厂前会经过多道测试，目的是剔除在设计和生产过程中失效和潜在的失效芯片，防止不良品流入客户，测试包括晶圆测试、封装测试和系统级测试；
其中，晶圆测试也叫CP,就是直接将一整片晶圆放到机台里面进行测试，即将被测试的晶圆放在机台的支架上，机台上面固定针卡，在测试的时候，将需要测试的电压加到针卡的引脚上，然后再通过里面的电路稳定转换，最后传输到针卡输出端，之后将针卡输出端扎到芯片的测试垫上，这样机台就将所需要的测试电压加到了芯片上，以此完成对晶圆的测试；
通常来说晶圆测试不合格的晶圆由于其上芯片众多，若对每个芯片单独进行测试会拖延生产效率，由此不合格的晶圆会被直接舍弃，但一张晶圆上包含若干个芯片，测试不合格的晶圆上包含合格的芯片，若将晶圆整体舍弃，不仅造成了资源的浪费而且极大的增加了单个芯片的制造成本；
因此，本发明提出一种基于芯片结构及其制作与测试方法。
发明内容
本发明提供一种芯片结构及其制作与测试方法，用以解决上述提出的技术问题。
本发明提供一种芯片结构及其制作与测试方法，芯片结构包括若干间隔均匀的横向切割基准线和纵向切割基准线，横向切割基准线与纵向切割基准线将晶圆分为若干芯片，两横向相邻的芯片镜像布置组成芯片对，若干芯片对组成单元芯片结构。
优选的，芯片包括芯片主体、若干根导线和若干个测试垫，测试垫通过导线与芯片连接。
一种芯片结构的制作与测试方法，包括以下步骤：
A1：将硅石还原为硅锭，将硅锭进行提纯并制作成单晶硅棒；
A2：对步骤A1制成的单晶硅棒进行测试筛选，剔除不合格的单晶硅棒；
A3：将硅棒进行切割、研磨和抛光形成抛光硅片；
A4：对硅片进行光刻和蚀刻，雕刻出晶体管的物理结构，并通过离子注入和覆膜赋予其电特性形成晶圆；
A5：对晶圆进行针卡测试，将晶圆分为合格晶圆和不合格晶圆；
A6：将合格晶圆沿着横向切割基准线和纵向切割基准线进行切割，并封装形成一个个封装芯片，将不合格晶圆切割为一个个单元芯片结构，并对每个单元芯片结构上的每个芯片进行单独的针卡测试，将单元芯片结构上未通过测试的芯片筛选出来，并将其剔除，将单元芯片结构上通过测试的芯片进行封装；
A7：对封装芯片进行FT测试，并将测试不合格的封装芯片剔除。
优选的，步骤A1包括：
A11：将硅石和煤炭按照24:1的比例放入石墨坩埚中，在3000摄氏度的温度下加热熔融，发生还原反应，生成硅液；
A12：硅液冷凝后形成硅锭；
A13：将硅锭粉碎成渣在325摄氏度的高温下与氯化氢反应生成氢气、目标产物三氯硅烷气体和若干杂质气体，杂质气体包括三氯化铁气体、三氯化硅气体和四氯化硅气体；
A14：通过冷凝器和蒸馏塔除去杂质气体，留下三氯硅烷气体，实现提纯，向三氯硅烷气体中通入氢气在1100摄氏度的环境下生成多晶硅棒；
A15：将多晶硅棒放入石英坩埚中1450摄氏度加热融化形成硅溶液，将一小条单晶硅晶种放入硅溶液中，石英坩埚缓慢旋转的同时单晶硅晶种向上提拉，被拉出的硅溶液由于温度梯度下降凝固形成单晶硅棒。
优选的，步骤A2包括，通过单晶硅棒测试筛选系统对步骤A1生成的单晶硅棒进行质量监测，并在单晶硅棒质量不佳时进行报警提示，单晶硅棒测试筛选系统包括：
线速度传感器，线速度传感器设置在单晶硅晶种上，用于检测单晶硅晶种的实际向上提拉速度；
温度传感器，温度传感器设置在石英坩埚上，用于检测石英坩埚的实际加热温度；
转速传感器，转速传感器设置在石英坩埚上，用于检测石英坩埚的实际转速；
电导率仪，电导率仪用于检测单晶硅棒的实际电导率；
表面粗糙度检测仪，将单晶硅棒均匀标记为m段，表面粗糙度检测仪用于检测第i段的单晶硅棒的平均表面粗糙度；
控制器，报警器，控制器与线速度传感器、温度传感器、转速传感器、电导率仪、表面粗糙度检测仪和报警器电连接，控制器基于线速度传感器、温度传感器、转速传感器、电导率仪和表面粗糙度检测仪控制报警器报警，包括以下步骤：
步骤一：基于线速度传感器、温度传感器和转速传感器，计算单晶硅棒的质量评估判定系数；
步骤二：基于步骤一、电导率仪和表面粗糙度检测仪，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数；
步骤三：控制器比较单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数与单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数，若单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数大于单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数，则控制器控制报警器报警。
优选的，步骤一：基于线速度传感器、温度传感器、转速传感器和公式(1)，计算单晶硅棒的质量评估判定系数包括：
其中，为单晶硅棒的质量评估判定系数，/>为单晶硅棒的基准质量评估系数，β1为单晶硅晶种的实际提拉速度对单晶硅棒质量的影响系数，ρα为硅溶液的材料密度，Lx为输入的单晶硅棒的预设拉伸长度，γsb为斯忒藩-玻尔兹曼常数，φ为石英坩埚的辐射率，为加热温度为Tm摄氏度时石英坩埚的热传导率，dx为输入的单晶硅棒的预设直径，g为重力加速度，取值为9.81，θx为线速度传感器的检测值，θ0为单晶硅晶种的基准向上提拉速度，β2为石英坩埚加热温度对单晶硅棒质量的影响系数，e为自然数，取值为2.71，Tm为温度传感器的检测值，T0为石英坩埚的预设加热温度，β3为石英坩埚的实际旋转速度对单晶硅棒质量的影响系数，ωmax为转速传感器的最大检测值，ωmin为转速传感器的最小检测值，ω0为石英坩埚的基准转速；
步骤二：基于步骤一、电导率仪、表面粗糙度检测仪和公式(2)，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数包括：
δs为单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数，τx为电导率仪的检测值，τ0为单晶硅棒的预设电导率，取值为1-1.05Ω*cm，ln为以e为底的自然对数，m为单晶硅棒的总的分割段数，fi为第i段单晶硅棒的表面粗糙度，即表面粗糙度检测仪的检测值，f0为单晶硅棒的预设表面粗糙度。
优选的，步骤A3包括：
A21：将单晶硅棒切割形成一定长度的硅段，将硅段固定在滚磨机上进行滚磨，形成目标直径的硅段；
A22：在目标直径硅段的侧面磨出一个平面，作为后续硅片的定位边，用于对硅片的定位和校准；
A23：将目标直径硅段采用多线切割机进行切片，形成硅片；
A24：对硅片表面进行机械打磨，使得表面更加平整，并对硅片的背面喷砂；
A25：通过倒角机将硅片边缘的直角磨成圆角，并在定位边打上激光标识码；
A26：将硅片放在氢硝酸和氢氟酸的混合溶液中进行化学刻蚀，腐蚀掉表面20-50微米的厚度；
A27：将硅片放置在抛光仪上进行抛光，形成抛光硅片，之后使用去离子水对抛光硅片进行清洗。
优选的，步骤A4包括：
A31：对抛光硅片进行表面清洁和表面增粘处理，之后将硅片放置在仪器中使其高速旋转，并将过滤后的光刻胶滴在硅片中央，使胶体摊开，之后再以较慢的速度旋转，让胶体的厚度稳定，完成涂胶；
A32：将涂胶后的硅片放置在烘焙机中100-110摄氏度烤1分钟，之后将硅片放置在光刻机中，对硅片进行曝光，将集成电路版图印在光刻胶上；
A33：将曝光后的硅片再次放置在烘焙机中进行烘焙，之后对烘焙后的硅片进行显影和冲洗，之后用质检仪检测光刻胶的膜厚、套刻精度和关键尺寸，剔除不合格硅片；
A34：在光刻后的硅片上沉积一层氮化硅停止层，之后采用干法刻蚀对硅片进行刻蚀；
A35：对蚀刻后的硅片进行薄膜沉积形成晶圆。
优选的，步骤A5中的针卡为圆盘形状，步骤A6中的针卡为矩形形状。
优选的，步骤A7包括：
将若干封装芯片安装在封装测试板上，封装测试板上设有若干测试插座，若干封装芯片一一对应安装在测试插座上，测试插座上的引脚接触头上设有微型传感器，用于检测封装芯片是否安装到位，若封装芯片未安装到位则发出报警提示，封装测试板上设有电流调节旋钮和电压调节旋钮。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明晶圆结构示意图；
图3为本发明芯片对结构示意图；
图4为本发明单元芯片结构结构示意图；
图5为本发明封装测试板结构示意图。
图中：1、横向切割基准线；2、纵向切割基准线；3、晶圆；300、定位边；301、矩形针卡；302、测试头；4、芯片；400、芯片对；401、芯片主体；402、导线；403、测试垫；5、单元芯片结构；6、封装测试板；600、测试插座；601、电流调节旋钮；602、电压调节旋钮。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本发明提供一种芯片结构及其制作与测试方法，如图1-5所示，包括若干间隔均匀的横向切割基准线1和纵向切割基准线2，横向切割基准线1与纵向切割基准线2将晶圆3分为若干芯片4，两横向相邻的芯片4镜像布置组成芯片对400，若干芯片对400组成单元芯片结构5。
优选的，芯片4包括芯片主体401、若干根导线402和若干个测试垫403，测试垫403通过导线402与芯片4连接。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：将两横向相邻的芯片4镜像布置组成芯片对400，当某片晶圆在晶圆测试不合格时，可单独对该晶圆上的芯片进行检测，由于两横向相邻的芯片4镜像布置，在检测时可采用定制的矩形针卡301直接对两列镜像的芯片4进行测试，相较于单独对晶圆上的每个芯片4进行测试，将芯片4设置为镜像，并对其两列两列的测试，可以极大的增加芯片测试的效率，从而更快的从晶圆上筛选出失效的芯片，从而保留其上合格的芯片，节约生产成本；
其中，矩形针卡301上设有若干与测试垫403对应的测试头302，测试时只需将测试头302对准其对应的测试垫403即可；
相邻的芯片4镜像布置而不采用同向布置除有利于加快芯片测试效率外，还极大的降低了矩形针卡301的制造难度和成本。
实施例2：
基于实施例1的基础上，一种芯片结构的制作与测试方法，包括以下步骤：
A1：将硅石还原为硅锭，将硅锭进行提纯并制作成单晶硅棒；
A2：对步骤A1制成的单晶硅棒进行测试筛选，剔除不合格的单晶硅棒；
A3：将硅棒进行切割、研磨和抛光形成抛光硅片；
A4：对硅片进行光刻和蚀刻，雕刻出晶体管的物理结构，并通过离子注入和覆膜赋予其电特性形成晶圆3；
A5：对晶圆3进行针卡测试，将晶圆3分为合格晶圆和不合格晶圆；
A6：将合格晶圆沿着横向切割基准线1和纵向切割基准线2进行切割，并封装形成一个个封装芯片，将不合格晶圆切割为一个个单元芯片结构5，并对每个单元芯片结构5上的每个芯片进行单独的针卡测试，将单元芯片结构5上未通过测试的芯片筛选出来，并将其剔除，将单元芯片结构5上通过测试的芯片进行封装；
A7：对封装芯片进行FT测试，并将测试不合格的封装芯片剔除。
其中，将不合格晶圆切割为一个个单元芯片结构5，并对每个单元芯片结构5上的每个芯片进行单独的针卡测试，此处的单元芯片结构5中的芯片4均为芯片对400的形式，便于采用矩形针卡301对其进行测试。
其中，通过离子注入和覆膜赋予其电特性为薄膜沉积的步骤；
其中，步骤A5中的针卡为圆盘形状，步骤A6中的针卡为矩形形状。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：在将单晶硅棒制作完成后就直接对不合格的单晶硅棒进行剔除，可以极大的降低后续晶圆的不合格率，从而减轻后续晶圆测试的压力，从源头保证芯片的良品率，不合格晶圆切割为一个个单元芯片结构5，并对每个单元芯片结构5上的每个芯片进行单独的针卡测试，将单元芯片结构5上未通过测试的芯片筛选出来，并将其剔除，相较于直接将正片晶圆剔除极大的节约了芯片的生产成本。
实施例3：
基于实施例2的基础上，步骤A1包括：
A11：将硅石和煤炭按照24:1的比例放入石墨坩埚中，在3000摄氏度的温度下加热熔融，发生还原反应，生成硅液；
A12：硅液冷凝后形成硅锭；
A13：将硅锭粉碎成渣在325摄氏度的高温下与氯化氢反应生成氢气、目标产物三氯硅烷气体和若干杂质气体，杂质气体包括三氯化铁气体、三氯化硅气体和四氯化硅气体；
A14：通过冷凝器和蒸馏塔除去杂质气体，留下三氯硅烷气体，实现提纯，向三氯硅烷气体中通入氢气在1100摄氏度的环境下生成多晶硅棒；
A15：将多晶硅棒放入石英坩埚中1450摄氏度加热融化形成硅溶液，将一小条单晶硅晶种放入硅溶液中，石英坩埚缓慢旋转的同时单晶硅晶种向上提拉，被拉出的硅溶液由于温度梯度下降凝固形成单晶硅棒。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：由于三氯硅烷气体、三氯化铁气体、三氯化硅气体和四氯化硅气体的沸点分别为32摄氏度、315摄氏度、180摄氏度和57摄氏度，由此采用冷凝器和蒸馏塔对温度的控制可除去杂质气体；
采用将一小条单晶硅放入硅溶液中，缓慢旋转的同时向上提拉的方式进行单晶硅棒的制备，可以在石英坩埚溶液中直接进行掺杂，如加入硼磷等材料，从而一次性生产出与纯硅化学性质不同的杂质半导体。
实施例4：
基于实施例2的基础上，步骤A2包括，通过单晶硅棒测试筛选系统对步骤A1生成的单晶硅棒进行质量监测，并在单晶硅棒质量不佳时进行报警提示，单晶硅棒测试筛选系统包括：
线速度传感器，线速度传感器设置在单晶硅晶种上，用于检测单晶硅晶种的实际向上提拉速度；
温度传感器，温度传感器设置在石英坩埚上，用于检测石英坩埚的实际加热温度；
转速传感器，转速传感器设置在石英坩埚上，用于检测石英坩埚的实际转速；
电导率仪，电导率仪用于检测单晶硅棒的实际电导率；
表面粗糙度检测仪，将单晶硅棒均匀标记为m段，表面粗糙度检测仪用于检测第i段的单晶硅棒的平均表面粗糙度；
控制器，报警器，控制器与线速度传感器、温度传感器、转速传感器、电导率仪、表面粗糙度检测仪和报警器电连接，控制器基于线速度传感器、温度传感器、转速传感器、电导率仪和表面粗糙度检测仪控制报警器报警，包括以下步骤：
步骤一：基于线速度传感器、温度传感器和转速传感器，计算单晶硅棒的质量评估判定系数；
步骤二：基于步骤一、电导率仪和表面粗糙度检测仪，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数；
步骤三：控制器比较单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数与单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数，若单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数大于单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数，则控制器控制报警器报警；
步骤一：基于线速度传感器、温度传感器、转速传感器和公式(1)，计算单晶硅棒的质量评估判定系数包括：
其中，为单晶硅棒的质量评估判定系数，/>为单晶硅棒的基准质量评估系数，β1为单晶硅晶种的实际提拉速度对单晶硅棒质量的影响系数，ρα为硅溶液的材料密度，Lx为输入的单晶硅棒的预设拉伸长度，γsb为斯忒藩-玻尔兹曼常数，φ为石英坩埚的辐射率，为加热温度为Tm摄氏度时石英坩埚的热传导率，dx为输入的单晶硅棒的预设直径，g为重力加速度，取值为9.81，θx为线速度传感器的检测值，θ0为单晶硅晶种的基准向上提拉速度，β2为石英坩埚加热温度对单晶硅棒质量的影响系数，e为自然数，取值为2.71，Tm为温度传感器的检测值，T0为石英坩埚的预设加热温度，β3为石英坩埚的实际旋转速度对单晶硅棒质量的影响系数，ωmax为转速传感器的最大检测值，ωmin为转速传感器的最小检测值，ω0为石英坩埚的基准转速；
步骤二：基于步骤一、电导率仪、表面粗糙度检测仪和公式(2)，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数包括：
δs为单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数，τx为电导率仪的检测值，τ0为单晶硅棒的预设电导率，取值为1-1.05Ω*cm，ln为以e为底的自然对数，m为单晶硅棒的总的分割段数，fi为第i段单晶硅棒的表面粗糙度，即表面粗糙度检测仪的检测值，f0为单晶硅棒的预设表面粗糙度。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：单晶硅棒的质量评估主要考虑步骤A15中的三个主要质量影响因素：单晶硅晶种的实际提拉速度因素石英坩埚加热温度因素/>和石英坩埚的实际旋转速度因素/>通过调节这三个数的值可定制一定长度和直径的单晶硅棒，同时通过步骤A15中这三个因素可以计算出单晶硅棒的预设质量，即单晶硅棒的质量评估判定系数，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数时，通过单晶硅棒的预设质量与单晶硅棒的实际质量进行比较，若两者差距较大，则证明步骤A15出现了一些技术问题导致单晶硅棒的实际质量不能达到预设质量，其中，单晶硅棒的实际质量评估采用单晶硅棒的实际电导率和单晶硅棒的表面粗糙度进行综合评估；
当单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数大于单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数时，证明该单晶硅棒质量不佳，此时控制器控制报警器报警，提醒工作人员及时调整步骤A15中石英坩埚的转速、单晶硅晶种的提拉速度和石英坩埚的加热温度，从而及时监控单晶硅棒质量，保证芯片的出厂质量。
实施例5：
基于实施例2的基础上，步骤A3包括：
A21：将单晶硅棒切割形成一定长度的硅段，将硅段固定在滚磨机上进行滚磨，形成目标直径的硅段；
A22：在目标直径硅段的侧面磨出一个平面，作为后续硅片的定位边300，用于对硅片的定位和校准；
A23：将目标直径硅段采用多线切割机进行切片，形成硅片；
A24：对硅片表面进行机械打磨，使得表面更加平整，并对硅片的背面喷砂；
A25：通过倒角机将硅片边缘的直角磨成圆角，并在定位边打上激光标识码；
A26：将硅片放在氢硝酸和氢氟酸的混合溶液中进行化学刻蚀，腐蚀掉表面20-50微米的厚度；
A27：将硅片放置在抛光仪上进行抛光，形成抛光硅片，之后使用去离子水对抛光硅片进行清洗。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：背面喷砂是故意在背面制造大量的晶体缺陷作为陷阱，把后续工艺过程中不想要的金属杂质困在底层，从而保护上层的器件；由于高强度硅是一种脆性很高的材料，圆角处理可以降低边缘处发生崩裂的风险，边缘磨成圆角还有两个好处，其一，光刻胶是通过旋转的方式涂抹在硅片表面的如果边缘是直角边，光刻胶容易因为离心力在边缘处累积，造成厚度不均，从而影响光刻效果，其二，在做外延生长时沉积物也会优先堆积在直角边，影响沉积效果，而圆角可以消除边缘沉积的现象；将硅片放在氢硝酸和氢氟酸的混合溶液中进行化学刻蚀，腐蚀掉表面20-50微米的厚度，是为了去除硅片在打磨过程中积累的机械损伤，以及混入硅片表层的磨料。
实施例6：
基于实施例2的基础上，步骤A4包括：
A31：对抛光硅片进行表面清洁和表面增粘处理，之后将硅片放置在仪器中使其高速旋转，并将过滤后的光刻胶滴在硅片中央，使胶体摊开，之后再以较慢的速度旋转，让胶体的厚度稳定，完成涂胶；
A32：将涂胶后的硅片放置在烘焙机中100-110摄氏度烤1分钟，之后将硅片放置在光刻机中，对硅片进行曝光，将集成电路版图印在光刻胶上；
A33：将曝光后的硅片再次放置在烘焙机中进行烘焙，之后对烘焙后的硅片进行显影和冲洗，之后用质检仪检测光刻胶的膜厚、套刻精度和关键尺寸，剔除不合格硅片；
A34：在光刻后的硅片上沉积一层氮化硅停止层，之后采用干法刻蚀对硅片进行刻蚀；
A35：对蚀刻后的硅片进行薄膜沉积形成晶圆3。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：硅片清洁与表面增粘处理，其中，硅片清洁包括对硅片进行湿法清洗和去离子水清洗，去除吸附在硅片表面的污染物和上一道工序的残留物，以及溶剂中的金属离子杂质；表面增粘处理包括通入六甲基二硅胺烷的气体进行熏蒸，使得硅片表面充分脱水，使其能够好的黏附光刻胶；步骤A31需严格控制硅片的旋转速度避免产生气泡，影响后续光刻效果；步骤A32的目的是减少光刻胶中的溶剂含量，使其更加浓稠坚固，提高与硅片附着的稳定性，烘焙温度保持在100-110摄氏度；将曝光后的硅片再次放置在烘焙机中进行烘焙目的是通过加热让光刻胶中的光化学反应充分完成，可以弥补曝光强度不足的问题，同时还能减少光刻胶显影后因为驻波效应产生的一圈圈纹路；显影和冲洗包括用去离子水清洗硅片，之后将显影液均匀喷淋在光刻胶表面，使光刻中被曝光的部分充分溶解，最后再用去离子水将其冲走，此时光掩膜上的图形会浮现在光刻胶上；湿法刻蚀是将硅片浸泡在酸槽里，并对刻蚀液进行加热搅拌，通过刻蚀液对硅的腐蚀完成对硅片的蚀刻，然而由于刻蚀液的各向同性较强，各向异性较差，很容易把本应被光刻胶保护的硅片部分刻穿，因此采用方向性较强的干法刻蚀对硅片进行刻蚀，提高硅片的制造精度；干法刻蚀即将用于蚀刻的特种气体精确配比后通入反应腔，再用电容耦合的方式让气体完全或部分电离，形成等离子体或离子束，经过电场加速射向硅片进行刻蚀；氮化硅停止层可以防止硅片被过度刻蚀。
实施例7:
基于实施例2的基础上，步骤A7包括：
将若干封装芯片安装在封装测试板6上，封装测试板6上设有若干测试插座600，若干封装芯片一一对应安装在测试插座600上，测试插座600上的引脚接触头上设有微型传感器，用于检测封装芯片是否安装到位，若封装芯片未安装到位则发出报警提示，封装测试板6上设有电流调节旋钮601和电压调节旋钮602。
上述技术方案的工作原理及有益效果是：微型传感器的设计避免了因封装芯片安装不到位造成的测试结果出错的情况，传统的封装芯片测试为一个一个进行测试，每次测试都需调试一次电源，费时费力，采用封装测试板6设置若干个测试插座600对封装芯片进行测试，可以极大的提高封装芯片的测试效率。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种芯片结构的制作与测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1：将硅石还原为硅锭，将硅锭进行提纯并制作成单晶硅棒；
A2：对步骤A1制成的单晶硅棒进行测试筛选，剔除不合格的单晶硅棒；
A3：将硅棒进行切割、研磨和抛光形成抛光硅片；
A4：对硅片进行光刻和蚀刻，雕刻出晶体管的物理结构，并通过离子注入和覆膜赋予其电特性形成晶圆(3)；
A5：对晶圆(3)进行针卡测试，将晶圆(3)分为合格晶圆和不合格晶圆；
A6：将合格晶圆沿着横向切割基准线(1)和纵向切割基准线(2)进行切割，并封装形成一个个封装芯片，将不合格晶圆切割为一个个单元芯片结构(5)，并对每个单元芯片结构(5)上的每个芯片进行单独的针卡测试，将单元芯片结构(5)上未通过测试的芯片筛选出来，并将其剔除，将单元芯片结构(5)上通过测试的芯片进行封装；
A7：对封装芯片进行FT测试，并将测试不合格的封装芯片剔除；
其中，步骤A2包括，通过单晶硅棒测试筛选系统对步骤A1生成的单晶硅棒进行质量监测，并在单晶硅棒质量不佳时进行报警提示，单晶硅棒测试筛选系统包括：
线速度传感器，线速度传感器设置在单晶硅晶种上，用于检测单晶硅晶种的实际向上提拉速度；
温度传感器，温度传感器设置在石英坩埚上，用于检测石英坩埚的实际加热温度；
转速传感器，转速传感器设置在石英坩埚上，用于检测石英坩埚的实际转速；
电导率仪，电导率仪用于检测单晶硅棒的实际电导率；
表面粗糙度检测仪，将单晶硅棒均匀标记为m段，表面粗糙度检测仪用于检测第i段的单晶硅棒的平均表面粗糙度；
控制器，报警器，控制器与线速度传感器、温度传感器、转速传感器、电导率仪、表面粗糙度检测仪和报警器电连接，控制器基于线速度传感器、温度传感器、转速传感器、电导率仪和表面粗糙度检测仪控制报警器报警，包括以下步骤：
步骤一：基于线速度传感器、温度传感器和转速传感器，计算单晶硅棒的质量评估判定系数；
步骤二：基于步骤一、电导率仪和表面粗糙度检测仪，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数；
步骤三：控制器比较单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数与单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数，若单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数大于单晶硅棒测试筛选系统的预设报警触发系数，则控制器控制报警器报警；
其中，步骤一：基于线速度传感器、温度传感器、转速传感器和公式(1)，计算单晶硅棒的质量评估判定系数包括：
其中，为单晶硅棒的质量评估判定系数，/>为单晶硅棒的基准质量评估系数，β1为单晶硅晶种的实际提拉速度对单晶硅棒质量的影响系数，ρα为硅溶液的材料密度，Lx为输入的单晶硅棒的预设拉伸长度，γsb为斯忒藩-玻尔兹曼常数，φ为石英坩埚的辐射率，/>为加热温度为Tm摄氏度时石英坩埚的热传导率，dx为输入的单晶硅棒的预设直径，g为重力加速度，取值为9.81，θx为线速度传感器的检测值，θ0为单晶硅晶种的基准向上提拉速度，β2为石英坩埚加热温度对单晶硅棒质量的影响系数，e为自然数，取值为2.71，Tm为温度传感器的检测值，T0为石英坩埚的预设加热温度，β3为石英坩埚的实际旋转速度对单晶硅棒质量的影响系数，ωmax为转速传感器的最大检测值，ωmin为转速传感器的最小检测值，ω0为石英坩埚的基准转速；
步骤二：基于步骤一、电导率仪、表面粗糙度检测仪和公式(2)，计算单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数包括：
δs为单晶硅棒测试筛选系统的实际报警触发系数，τx为电导率仪的检测值，τ0为单晶硅棒的预设电导率，取值为1-1.05Ω*cm，ln为以e为底的自然对数，m为单晶硅棒的总的分割段数，fi为第i段单晶硅棒的表面粗糙度，即表面粗糙度检测仪的检测值，f0为单晶硅棒的预设表面粗糙度。
2.如权利要求1所述的芯片结构的制作与测试方法，其特征在于，步骤A1包括：
A11：将硅石和煤炭按照24:1的比例放入石墨坩埚中，在3000摄氏度的温度下加热熔融，发生还原反应，生成硅液；
A12：硅液冷凝后形成硅锭；
A13：将硅锭粉碎成渣在325摄氏度的高温下与氯化氢反应生成氢气、目标产物三氯硅烷气体和若干杂质气体，杂质气体包括三氯化铁气体、三氯化硅气体和四氯化硅气体；
A14：通过冷凝器和蒸馏塔除去杂质气体，留下三氯硅烷气体，实现提纯，向三氯硅烷气体中通入氢气在1100摄氏度的环境下生成多晶硅棒；
A15：将多晶硅棒放入石英坩埚中1450摄氏度加热融化形成硅溶液，将一小条单晶硅晶种放入硅溶液中，石英坩埚缓慢旋转的同时单晶硅晶种向上提拉，被拉出的硅溶液由于温度梯度下降凝固形成单晶硅棒。
3.如权利要求1所述的芯片结构的制作与测试方法，其特征在于，步骤A3包括：
A21：将单晶硅棒切割形成一定长度的硅段，将硅段固定在滚磨机上进行滚磨，形成目标直径的硅段；
A22：在目标直径硅段的侧面磨出一个平面，作为后续硅片的定位边(300)，用于对硅片的定位和校准；
A23：将目标直径硅段采用多线切割机进行切片，形成硅片；
A24：对硅片表面进行机械打磨，使得表面更加平整，并对硅片的背面喷砂；
A25：通过倒角机将硅片边缘的直角磨成圆角，并在定位边打上激光标识码；
A26：将硅片放在氢硝酸和氢氟酸的混合溶液中进行化学刻蚀，腐蚀掉表面20-50微米的厚度；
A27：将硅片放置在抛光仪上进行抛光，形成抛光硅片，之后使用去离子水对抛光硅片进行清洗。
4.如权利要求1所述的芯片结构的制作与测试方法，其特征在于，步骤A4包括：
A31：对抛光硅片进行表面清洁和表面增粘处理，之后将硅片放置在仪器中使其高速旋转，并将过滤后的光刻胶滴在硅片中央，使胶体摊开，之后再以较慢的速度旋转，让胶体的厚度稳定，完成涂胶；
A32：将涂胶后的硅片放置在烘焙机中100-110摄氏度烤1分钟，之后将硅片放置在光刻机中，对硅片进行曝光，将集成电路版图印在光刻胶上；
A33：将曝光后的硅片再次放置在烘焙机中进行烘焙，之后对烘焙后的硅片进行显影和冲洗，之后用质检仪检测光刻胶的膜厚、套刻精度和关键尺寸，剔除不合格硅片；
A34：在光刻后的硅片上沉积一层氮化硅停止层，之后采用干法刻蚀对硅片进行刻蚀；
A35：对蚀刻后的硅片进行薄膜沉积形成晶圆(3)。
5.如权利要求1所述的芯片结构的制作与测试方法，其特征在于，步骤A5中的针卡为圆盘形状，步骤A6中的针卡为矩形形状。
6.如权利要求1所述的芯片结构的制作与测试方法，其特征在于，步骤A7包括：
将若干封装芯片安装在封装测试板(6)上，封装测试板(6)上设有若干测试插座(600)，若干封装芯片一一对应安装在测试插座(600)上，测试插座(600)上的引脚接触头上设有微型传感器，用于检测封装芯片是否安装到位，若封装芯片未安装到位则发出报警提示，封装测试板(6)上设有电流调节旋钮(601)和电压调节旋钮(602)。
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