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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)

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  • 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。

    2
  • 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準直徑)。

    3
  • 周邊研磨、切邊

    將單晶硅棒兩頭進行切割并對柱體進行研磨,最終形成直徑為4寸、6寸、8寸與12寸的標準柱狀體。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)。

    4
  • 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。

    5
  • 硅晶圓外圓加工

    用金剛石砂輪將晶片的外圓磨成標準產(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。

    6
  • 粗研磨(雙面機械拋光)

    將單片晶圓放置在上下研磨夾具之間并進行旋轉(zhuǎn),同時研磨機對研磨夾具內(nèi)進行磨料送料,進行兩面拋光。

    7
  • CMP化學(xué)研磨(雙面化學(xué)拋光)

    在研磨機旋轉(zhuǎn)夾具的同時進行晶圓的化學(xué)表面腐蝕以形成納米級光潔表面。將晶圓放置在研磨機夾具中,同時由夾具進行特殊化學(xué)研磨劑供料,將晶圓表面進行納米級的平整化處理。

    8
  • 晶圓氧化處理

    在擴散爐中進行熱處理,通過高溫氧化處理使單片晶圓表面形成氧化層。

    9
  • 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)通過機械和化學(xué)結(jié)合作用進行拋光直至其成為鏡面。

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  • 清洗

    用化學(xué)藥劑和超純水清洗晶圓,以進行下一步高潔凈度、高良率的芯片制造制程。

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  • 檢查

    對晶片表面進行光學(xué)外觀檢查,檢查晶圓的平整度、厚度與氧化膜厚度。

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  • 包裝

    將晶圓進行保護膜覆膜,并將覆膜完成的晶圓被放置在干凈的晶圓運輸箱中。

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  • 出貨

    晶圓是在減震的運輸箱中運輸?shù)模枰苊庖蜉p微撞擊而導(dǎo)致的破片損失。

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