半導(dǎo)體晶圓的生產(chǎn)工藝流程介紹

從大的方面來講，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)稱它們?yōu)榫е衅筇幚砉ば颍?br>
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寸等）。

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)后工序帶來污染顆粒，必須用專用的電腦控制設(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，一來進(jìn)一步去掉附著在晶片上的微粒，二來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間或出廠發(fā)往訂貨客戶。