半導(dǎo)體生產(chǎn)制程
硅晶片制造工藝大致分為晶體生長工藝和晶片加工工藝。
-
多晶硅(礦塊)
-
單晶拉制(CZ法)
在CZ法中,將黑色加熱器石墨坩堝,石英坩堝和多晶硅置于拉制裝置中,在惰性氣氛中在減壓下加熱和熔融,并附著晶種并逐漸提拉以生長單晶。
-
形成單晶硅棒
生長形成的圓柱狀單晶硅棒。直徑尺寸有4寸、6寸、8寸與12寸(未加工晶棒直徑并非標(biāo)準(zhǔn)直徑)。
-
周邊研磨、切邊
將單晶硅棒兩頭進(jìn)行切割并對柱體進(jìn)行研磨,最終形成直徑為4寸、6寸、8寸與12寸的標(biāo)準(zhǔn)柱狀體。加工指示晶體取向的平面,切角(取向平面,一般用于小尺寸晶圓)或凹槽加工(一般用于大尺寸晶圓)是晶圓指向的兩種加工方式。
完成外周加工后的鑄錠形狀如左圖所示。(此圖為帶槽口的情況)。
-
切片加工
用金剛石線鋸切割法(用于大尺寸晶圓,折耗較?。┗騼?nèi)刃刀切割法切割(用于小尺寸晶圓,折耗較大)單晶硅晶柱,形成單片晶圓。
-
硅晶圓外圓加工
用金剛石砂輪將晶片的外圓磨成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品直徑(4寸、6寸、8寸、12寸),然后將晶圓端面磨成弧形并倒角。
-
粗研磨(雙面機(jī)械拋光)
將單片晶圓放置在上下研磨夾具之間并進(jìn)行旋轉(zhuǎn),同時研磨機(jī)對研磨夾具內(nèi)進(jìn)行磨料送料,進(jìn)行兩面拋光。
-
CMP化學(xué)研磨(雙面化學(xué)拋光)
在研磨機(jī)旋轉(zhuǎn)夾具的同時進(jìn)行晶圓的化學(xué)表面腐蝕以形成納米級光潔表面。將晶圓放置在研磨機(jī)夾具中,同時由夾具進(jìn)行特殊化學(xué)研磨劑供料,將晶圓表面進(jìn)行納米級的平整化處理。
-
晶圓氧化處理
在擴(kuò)散爐中進(jìn)行熱處理,通過高溫氧化處理使單片晶圓表面形成氧化層。
-
拋光(單面鏡面拋光)
將其上附著有晶片的板壓在其上附有砂布的旋轉(zhuǎn)面板上,并且在供應(yīng)磨料的同時,繼續(xù)通過機(jī)械和化學(xué)結(jié)合作用進(jìn)行拋光直至其成為鏡面。
-
清洗
用化學(xué)藥劑和超純水清洗晶圓,以進(jìn)行下一步高潔凈度、高良率的芯片制造制程。
-
檢查
對晶片表面進(jìn)行光學(xué)外觀檢查,檢查晶圓的平整度、厚度與氧化膜厚度。
-
包裝
將晶圓進(jìn)行保護(hù)膜覆膜,并將覆膜完成的晶圓被放置在干凈的晶圓運(yùn)輸箱中。
-
出貨
晶圓是在減震的運(yùn)輸箱中運(yùn)輸?shù)模枰苊庖蜉p微撞擊而導(dǎo)致的破片損失。