[精品]晶圓制造工序.doc

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1、晶圓制造丁?序Nooslrich-'?:半導(dǎo)體的產(chǎn)品很多，應(yīng)用的場(chǎng)合非常廣泛，圖一是常見的幾種半導(dǎo)體組件外型。半導(dǎo)體組件一般是以接腳形式或外型來劃分類別，圖一屮不同類別的英文縮寫名稱原文為PD1D：PlasticDualInlinePackageSOP：SmallOutlinelockageSOJ：Smal1OutlineJ-LeadPackagePLCC:PlasticLeadedChipCarrierQFP：QuadFlatPackagePGA：PinGridArrayBGA：BallGridArray雖然半導(dǎo)體組件的外型種類很多，在電路板上常用的組裝方式有二種，一種是插入電路板的焊孔

2、或腳座,如PDIP、PGA,另一種是貼附在電路板表面的焊墊上,如SOP、SOJ、PLCC、QFP、BGA。從半導(dǎo)體紐件的外觀，只看到從包覆的膠體或陶瓷屮伸出的接腳，而半導(dǎo)體組件真正的的核心，是包覆在膠體或陶瓷內(nèi)一片非常小的芯片，透過伸出的接腳與外部做信息傳輸。圖二是一片EPROM組件，從上方的玻璃窗可看到內(nèi)部的芯片，圖三是以顯微鏡將內(nèi)部的芯片放大，可以看到芯片以多條焊線連接四周的接腳,這些接腳向外延仲并穿出膠體，成為芯片與外界通訊的道路。請(qǐng)注意圖三中有一條焊線從中斷裂，那是使用不當(dāng)引發(fā)過電流而燒毀，致使芯片失去功能，這也是一般芯片遭到損毀而失效的原因之一。圖四是常見的LED,也就是發(fā)光二極

3、管，其內(nèi)部也是一顆芯片,圖五是以顯微鏡正視LED的頂端,可從透明的膠體中隱約的看到一片方型的芯片及一條金色的焊線，若以LED二支接腳的極性來做分別，芯片是貼附在負(fù)極的腳上，經(jīng)山焊線連接正極的腳。當(dāng)LED通過正向電流時(shí)，芯片會(huì)發(fā)光而使LED發(fā)亮，如圖六所示。半導(dǎo)體組件的制作分成兩段的制造程序，前一段是先制造組件的核心一芯片，稱為晶関制造：后一段是將晶中片加以封裝成最后產(chǎn)品,稱為IC封裝制程,又可細(xì)分成晶圓切割、黏晶、焊線、封膠、印字、剪切成型等加工步驟，在本章節(jié)屮將簡(jiǎn)介這兩段的制造程序。須經(jīng)過下列主要制程才能制造出一片可用的芯片，以下是各制程的介紹：(1)長(zhǎng)晶(CRYSTALGROWTH):

4、長(zhǎng)晶是從硅沙中(二氧化硅)提煉成單晶硅，制造過程是將硅石(Silica)或硅酸鹽(S訂icate)如同冶金一樣，放入爐中熔解提煉，形成冶金級(jí)硅。冶金級(jí)硅中尚含有雜質(zhì)，接下來用分懈及還原的方法將其純化，形成電子級(jí)硅。如然電子級(jí)硅所含的硅的純度很高，可達(dá)99.999999999%,但是結(jié)晶方式雜亂，又稱為多晶硅，必需朿排成單晶結(jié)構(gòu)，因此將電子級(jí)硅置入塩堀內(nèi)加溫融化，先將溫度降低至一設(shè)定點(diǎn)，再以一塊單晶硅為晶種，置入堆坍內(nèi)，讓融化的硅沾附在晶種上，再將晶種以邊拉邊旋轉(zhuǎn)方式抽離堆期，而沾附在晶種上的硅亦隨之冷凝，形成與晶種相同排列的結(jié)晶。隨著晶種的旋轉(zhuǎn)匕升,沾附的硅愈多，并且被拉引成表面粗糙的鬪柱

5、狀結(jié)晶棒。拉引及旋轉(zhuǎn)的速度愈慢則沽附的硅結(jié)晶時(shí)間愈久,結(jié)晶棒的直徑愈大，反之則愈小。(2)切片(SLICING):從塩堀屮拉出的晶柱，表面并不平整，經(jīng)過丁業(yè)級(jí)鉆石擁具的加工，攜成平滑的圓柱，并切除頭尾兩端錐狀段，形成標(biāo)準(zhǔn)的圓柱，被切除或磨削的部份則冋收朿新冶煉。接著以以高彼度鋸片或線鋸將圓柱切成片狀的晶(Wafer)(摘自中徳公司目錄)。(3)邊緣研磨(EDGE-GRINDING):將片狀晶圓的圓周邊緣以擁具研搟成光滑的圓弧形，如此可(1)防止邊緣崩裂，(2)防止在后續(xù)的制程中產(chǎn)生熱應(yīng)力集中，⑶增加未來制程中鋪設(shè)光阻層或磊晶層的平坦度。(4)研磨(LAPPING)與蝕刻(ETCilING)

6、:山于受過機(jī)械的切削，晶囿表面粗糙，凹凸不平，及沾附切屑或污漬，因此先以化學(xué)溶液(11I711N03)蝕刻(Etching),去除部份切削痕跡，再經(jīng)去離子純水沖洗吹干后，進(jìn)行表面研搐拋光，使晶関像鏡面樣平滑，以利后續(xù)制程。研擁拋光是機(jī)械與化學(xué)加工同時(shí)進(jìn)行，機(jī)械加工是將晶闘放置在研犧機(jī)內(nèi)，將加工面壓貼在硏搟犁(PolishingPad)擦，并同時(shí)滴入具腐蝕性的化學(xué)溶劑當(dāng)研擁液，讓坯削與腐蝕同時(shí)產(chǎn)生。研膺后的晶圓需用化學(xué)溶劑清除表面殘留的金屬碎屑或有機(jī)雜質(zhì)，再以去離子純水沖洗吹干，準(zhǔn)備進(jìn)入植入電路制程。(5)退火(ANNEALING):將芯片在嚴(yán)格控制的條件下退火，以使芯片的阻質(zhì)穩(wěn)定。(6)拋

7、光(POLISHING):芯片小心翼翼地拋光，使芯片表面光滑與平坦，以利將來再加工。(7〉洗凈(CLEANING):以多步驟的高度無污染洗凈程序一包含各種高度潔凈的清洗液與超音動(dòng)處理一除去芯片表血的所有污染物質(zhì)，使芯片達(dá)到可進(jìn)行芯片加工的狀態(tài)。(8)檢驗(yàn)(INSPECTION):芯片在無塵環(huán)境中進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，包含表面的潔凈度、平坦度以及各項(xiàng)規(guī)格以確保品質(zhì)符合顧客的要求。(9)包裝(PACKING):通過檢驗(yàn)的芯片以特殊