晶圓的生產(chǎn)工藝流程有那些？
發(fā)布時(shí)間：
2023-05-05
晶圓的生產(chǎn)工藝流程
從大的方面來(lái)講，晶圓生產(chǎn)包括晶棒制造和晶片制造兩大步驟，它又可細(xì)分為以下幾道主要工序（其中晶棒制造只包括下面的第一道工序，其余的全部屬晶片制造，所以有時(shí)又統(tǒng)稱(chēng)它們?yōu)榫е衅筇幚砉ば颍?/span>
晶棒成長(zhǎng) -- 晶棒裁切與檢測(cè) -- 外徑研磨 -- 切片 -- 圓邊 -- 表層研磨 -- 蝕刻 -- 去疵 -- 拋光 -- 清洗 -- 檢驗(yàn) -- 包裝
1、晶棒成長(zhǎng)工序：它又可細(xì)分為：
1）、融化（Melt Down）：將塊狀的高純度復(fù)晶硅置于石英坩鍋內(nèi)，加熱到其熔點(diǎn)1420°C以上，使其完全融化。
2）、頸部成長(zhǎng)（Neck Growth）：待硅融漿的溫度穩(wěn)定之后，將〈1.0.0〉方向的晶種慢慢插入其中，接著將晶種慢慢往上提升，使其直徑縮小到一定尺寸（一般約6mm左右），維持此直徑并拉長(zhǎng)100-200mm，以消除晶種內(nèi)的晶粒排列取向差異。
3）、晶冠成長(zhǎng)（Crown Growth）：頸部成長(zhǎng)完成后，慢慢降低提升速度和溫度，使頸部直徑逐漸加大到所需尺寸（如5、6、8、12吋等）。
4）、晶體成長(zhǎng)（Body Growth）：不斷調(diào)整提升速度和融煉溫度，維持固定的晶棒直徑，只到晶棒長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)定值。
5）、尾部成長(zhǎng)（Tail Growth）：當(dāng)晶棒長(zhǎng)度達(dá)到預(yù)定值后再逐漸加快提升速度并提高融煉溫度，使晶棒直徑逐漸變小，以避免因熱應(yīng)力造成排差和滑移等現(xiàn)象產(chǎn)生，最終使晶棒與液面完全分離。到此即得到一根完整的晶棒。
2、晶棒裁切與檢測(cè)（Cutting & Inspection）：將長(zhǎng)成的晶棒去掉直徑偏小的頭、尾部分，并對(duì)尺寸進(jìn)行檢測(cè)，以決定下步加工的工藝參數(shù)。
3、外徑研磨（Surface Grinding & Shaping）：由于在晶棒成長(zhǎng)過(guò)程中，其外徑尺寸和圓度均有一定偏差，其外園柱面也凹凸不平，所以必須對(duì)外徑進(jìn)行修整、研磨，使其尺寸、形狀誤差均小于允許偏差。
4、切片（Wire Saw Slicing）：由于硅的硬度非常大，所以在本工序里，采用環(huán)狀、其內(nèi)徑邊緣鑲嵌有鉆石顆粒的薄片鋸片將晶棒切割成一片片薄片。
5、圓邊（Edge Profiling）：由于剛切下來(lái)的晶片外邊緣很鋒利，硅單晶又是脆性材料，為避免邊角崩裂影響晶片強(qiáng)度、破壞晶片表面光潔和對(duì)后工序帶來(lái)污染顆粒，必須用專(zhuān)用的電腦控制設(shè)備自動(dòng)修整晶片邊緣形狀和外徑尺寸。
6、研磨（Lapping）：研磨的目的在于去掉切割時(shí)在晶片表面產(chǎn)生的鋸痕和破損，使晶片表面達(dá)到所要求的光潔度。
7、蝕刻（Etching）：以化學(xué)蝕刻的方法，去掉經(jīng)上幾道工序加工后在晶片表面因加工應(yīng)力而產(chǎn)生的一層損傷層。
8、去疵（Gettering）：用噴砂法將晶片上的瑕疵與缺陷感到下半層，以利于后序加工。 9、拋光（Polishing）：對(duì)晶片的邊緣和表面進(jìn)行拋光處理，一來(lái)進(jìn)一步去掉附著在晶片上的微粒，二來(lái)獲得極佳的表面平整度，以利于后面所要講到的晶圓處理工序加工。
10、清洗（Cleaning）：將加工完成的晶片進(jìn)行最后的徹底清洗、風(fēng)干。
11、檢驗(yàn)（Inspection）：進(jìn)行最終全面的檢驗(yàn)以保證產(chǎn)品最終達(dá)到規(guī)定的尺寸、形狀、表面光潔度、平整度等技術(shù)指標(biāo)。
12、包裝（Packing）：將成品用柔性材料，分隔、包裹、裝箱，準(zhǔn)備發(fā)往以下的芯片制造車(chē)間或出廠發(fā)往訂貨客戶(hù)。
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