半導體晶圓製造流程

矽晶圓的製造流程主要可分為晶體生長流程與晶圓加工流程。

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01

多晶矽
(矽塊)

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02

單晶拉長
(CZ法)

在 CZ 法中,於拉晶裝置內設置加熱器、石墨坩堝、石英坩堝以及多晶矽,並在惰性氣氛的減壓環境下進行加熱熔融,將種晶接觸熔融矽並逐漸拉伸,以培育單晶矽。

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03

單晶矽錠

用於直徑300mm晶圓的單晶矽錠,其長度可達2公尺,重量可能超過300公斤,體積非常巨大。

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04

外周研磨加工

為了達到指定的直徑,對單晶矽錠的外周進行研磨加工。外周的一部分會進行加工以顯示晶體方向,例如溝槽(缺口)或平面(晶向平面:Orientation Flat,簡稱「晶向平面」)。隨後,在進行切片加工之前,將矽錠切割成指定的長度。

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05

切片加工

使用鋼線鋸方式或內圓刃方式將矽錠切割成晶圓形狀。

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06

倒角加工
(外周倒角)

為了防止在晶圓製造過程中出現崩裂或裂痕,使用鑽石砂輪對晶圓的邊緣進行圓弧狀研磨進行倒角處理。

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07

研磨加工
(雙面機械研磨)

在旋轉的上下研磨盤之間,將放置晶圓的載體進行旋轉,同時供應研磨粒子,對晶圓的雙面進行研磨。

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08

蝕刻
(雙面化學研磨)

將放置晶圓的夾具置於混合酸的蝕刻液中旋轉,同時進行蝕刻,徹底去除前段機械加工所造成的破壞層。

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09

施體消除熱處理

透過擴散爐進行熱處理,分解在晶體生長過程中生成的因氧氣引起的不穩定施體(n型雜質),使其恢復至原本的電阻率。

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10

拋光加工
(單面鏡面研磨)

將貼有研磨布的旋轉定盤上,壓上黏附晶圓的基板,同時供應研磨材料,透過機械與化學的複合作用進行研磨,直到表面達到鏡面效果。

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11

清洗

使用化學藥劑和超純水對晶圓進行清洗,從化學及物理層面進行潔淨處理。

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12

檢查

使用高亮度聚光燈照射晶圓表面進行外觀檢查,並使用專用檢測設備檢測平坦度、比電阻以及表面附著的微小粒子數量等項目。

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13

包裝

將晶圓放入潔淨的出貨用盒子中,並封入防止濕氣等進入的特殊袋子內。

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14

出貨

晶圓會放入能吸收衝擊的出貨專用箱中,以避免因受到些許撞擊而損壞,並進行出貨。