晶圓的製作 - web.cjcu.edu.twweb.cjcu.edu.tw/~ykchen/semi-conductor/wafer manufacture.pdf ·...
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晶圓的製作晶圓的製作
IC製作過程IC 製作過程
晶體晶體
• amorphous(非晶)p (非晶)
• polycrystalline(多晶,多結晶,複晶)
結• crystalline(結晶)
• Amorphous silicon(非晶矽)• Amorphous silicon(非晶矽)• Polysilicon(多晶矽,多結晶矽,複晶矽)矽 複 矽)
非晶 複晶 結晶
鑽石與石墨鑽石與石墨
高純度矽之製作(99 999999999%純度)(99.999999999% 純度)
硅石(silica) SiO2
以碳還原
不純矽
氯化
純度 99%冶金級矽
液態矽烷
分餾
SiH4, SiCl4, SiClH3等總稱 silane
超純矽烷
以氫還原
超純複晶矽
冶金級矽冶金級矽
氯化成矽烷氯化成矽烷
以氫還原成複晶矽以氫還原成複晶矽
單晶矽晶棒(ingot)的製作製作
• CZ 法(Czochralski 法,柴式法( 法 柴式長晶法)
• FZ 法(Floating Zone 法,浮融長晶法)長晶法)
CZ法CZ 法
FZ法FZ 法
晶棒的切割晶棒的切割
• 區塊切斷分離區塊切斷分離
• 外圍研磨• 平面方向記號加工• 區塊切離
流程流程
晶圓研磨晶圓研磨
晶邊研磨晶邊研磨
• 防止邊緣破碎• 避免應力集中• 使光阻劑於表面均勻分布
晶圓缺陷晶圓缺陷
表面處理表面處理
denuded zone,剝蝕區,溶蝕區
缺陷有捕捉雜質的作用
吸除(getter)表面雜質方法方法
• 外質吸除(extrinsic gettering, EG):– 於表面生成一層多晶矽– 於晶圓背面形成氮化矽晶粒邊界– 晶圓背面以機械方式摩擦– 以雷射光束照射晶圓背面– 離子植入晶圓背面– 以磷擴散入晶圓背面
• 內質吸除(intrinsic gettering, IG):以熱循環造成氧沉澱,使氧離開晶圓表面圓表面
• 化學吸除:使用氯化氫或三氯乙烯除去表面污染
晶圓平坦度晶圓平坦度
1 mil = 1/1000 in = 25 μm
使用 HF + HNO + CH COOH使用 HF + HNO3 + CH3COOH 拋光目的:改善前製程所留下的微缺陷提高晶圓平坦度微粒不易附著
晶圓直徑晶圓直徑
磊晶(epitaxial)晶圓磊晶(epitaxial)晶圓
無塵室,潔淨室( l )(clean room)