半导体制造流程图
图解芯片制作工艺流程图
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放置晶圆的黑盒子
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单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这 里展示的是Core i7的核心。
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封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
的硅，学名电
子级硅(EGS)，
平均每一百万
个硅原子中最
多只有一个杂
质原子。此图
展示了是如何
通过硅净化熔
炼得到大晶体
的，最后得到
的就是硅锭
(Ingot)。
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单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重 约100千克，硅纯度99.9999％。
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10
处 理 晶 圆 的 机 器
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硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
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铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。
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金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
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光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
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离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
半导体制造工艺流程图
外延层淀积
1.VPE〔Vaporous phase epitaxy> 气相外延生长硅
SiCl4+H2→Si+HCl 2.氧化
Tepi>Xjc+Xmc+TBL-up+tepi-ox SiO2
N-epi
N+-BL
N+-BL
P-SUB
第二次光刻—P+隔离扩散孔
• 在衬底上形成孤立的外延层岛,实现元件的隔离.
• 2.阱区注入及推进,形成阱区
P-
N-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 3.去除SiO2,长薄氧,长Si3N4
Si3N4
P-
N-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
• 4.光II---有源区光刻
Si3N4
P-
N-Si
CMOS集成电路工艺 --以P阱硅栅CMOS为例
Wafer Fab、 • 晶圆针测制程〔Wafer Probe； • 後段〔Back End • 构装〔Packaging、 • 测试制程〔Initial Test and Final Test
一、晶圆处理制程
• 晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与 电子元件〔如电晶体、电容体、逻辑闸等,为上述各 制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程 ,以 微处理器〔Microprocessor为例,其所需处理步骤可 达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵,动辄数千 万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与 含尘 〔Particle均需控制的无尘室〔Clean-Room,虽然详 细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关； 不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适 当的清洗 〔Cleaning之後,接著进行氧化〔Oxidation及沈积, 最後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤,以完成 晶圆上电路的加工与制作.
封装工艺流程(1)
焊区与微电子封装的I/O引线或基板上的金属
布线焊区（Pad）用金属细丝连接起来的工
艺技术。
WB技术作用机理
❖
提供能量破坏被焊表面的氧化层和污染物，
使焊区金属产生塑性变形，使得引线与被焊
面紧密接触，达到原子间引力范围并导致界
面间原子扩散而形成焊合点。引线键合键合
❖ 铜：近年来，大量用于集成电路互连。铜比
铝有较高的导电率；铜丝相对于金丝具有成
本低、强度和刚度高、适合于细间距键合的
优点。
❖
引线键合的关键工艺
❖
❖
关键工艺：温度控制、精确定位控制、工作
参数设定。
应用对象：低密度连线封装（＜300个接点）
引线键合的技术缺陷
1.
2.
3.
多根引线并联产生邻近效应，导致电流分布
对芯片的影响，同时还可以屏蔽电磁干扰。
③各向异性导电聚合物:电流只能在一个方向流动。
❖ 导电胶功能：（形成化学结合、具有导电功能）
❖
2.3.4 玻璃胶粘贴法
与导电胶类似，玻璃胶也属于厚膜导体材料（后面
我们将介绍）。不过起粘接作用的是低温玻璃粉。它
是起导电作用的金属粉（Ag、Ag-Pd、Au、Cu等）
出现废品。
Chipping Die
崩边
2.3 芯片粘贴
芯片贴装：也称芯片粘贴，是将芯片固定
于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工
艺过程。
贴装方式4种：
❖ 共晶粘贴法（Au-Si合金）
❖ 焊接粘贴法（Pb-Sn合金焊接）
❖ 环氧树脂粘结（重点）
❖ 玻璃胶粘贴法
引线框架
装
架
引线
芯片制造流程详解，具体到每一个步骤
芯⽚制造流程详解，具体到每⼀个步骤这篇要讨论的重点则是半导体产业从上游到下游到底在做些什么。
先来看⼀下关联图：图⽚来源：⾃制我们先从⼤⽅向了解，之后再局部解说。
半导体产业最上游是IC设计公司与硅晶圆制造公司，IC设公司计依客户的需求设计出电路图，硅晶圆制造公司则以多晶硅为原料制造出硅晶圆。
中游的IC制造公司主要的任务就是把IC设计公司设计好的电路图移植到硅晶圆制造公司制造好的晶圆上。
完成后的晶圆再送往下游的IC封测⼚实施封装与测试，即⼤功告成啰！局部解说开始！(1)硅晶圆制造半导体产业的最上游是硅晶圆制造。
事实上，上游的硅晶圆产业⼜是由三个⼦产业形成的，依序为硅的初步纯化→多晶硅的制造→硅晶圆制造。
硅的初步纯化：将⽯英砂(SiO2)转化成冶⾦级硅(硅纯度98%以上)。
⽯英砂。
资料来源：农村信息⽹多晶硅的制造：将冶⾦级硅制成多晶硅。
这⾥的多晶硅可分成两种：⾼纯度(99.999999999%，11N)与低纯度(99.99999%，7N)两种。
⾼纯度是⽤来制做IC等精密电路IC，俗称半导体等级多晶硅；低纯度则是⽤来制做太阳能电池的，俗称太阳能等级多晶硅。
多晶硅。
资料来源：太阳能单多晶硅材料硅晶圆制造：将多晶硅制成硅晶圆。
硅晶圆⼜可分成单晶硅晶圆与多晶硅晶圆两种。
⼀般来说，IC制造⽤的硅晶圆都是单晶硅晶圆，⽽太阳能电池制造⽤的硅晶圆则是单晶硅晶圆与多晶硅晶圆皆有。
⼀般来说，单晶硅的效率会较多晶硅⾼，当然成本也较⾼。
硅晶圆。
资料来源：台湾研准股份有限公司(2)IC设计前⾯提到硅晶圆制造，投⼊的是⽯英砂，产出的是硅晶圆。
IC设计的投⼊则是「好⼈」们超强的脑⼒(和肝)，产出则是电路图，最后制成光罩送往IC制造公司，就功德圆满了！不过，要让理⼯科以外的⼈了解IC设计并不是件容易的事(就像要让念理⼯的⼈了解复杂的衍⽣性⾦融商品⼀样)，作者必需要经过多次外出取材才有办法办到。
这⾥先⼤概是⼀下观念，请⼤家发挥⼀下你们强⼤的想像⼒！简单来讲，IC设计可分成⼏个步骤，依序为：规格制定→逻辑设计→电路布局→布局后模拟→光罩制作。
《微电子与集成电路设计导论》第四章 半导体集成电路制造工艺
4.4.2 离子注入
图4.4.6 离子注入系统的原理示意图
图4.4.7 离子注入的高斯分布示意图
4.5 制技术 4.5.1 氧化
1. 二氧化硅的结构、性质和用途
图4.5.1 二氧化硅原子结构示意图
氧化物的主要作用： ➢ 器件介质层 ➢ 电学隔离层 ➢ 器件和栅氧的保护层 ➢ 表面钝化层 ➢ 掺杂阻挡层
F D C x
C为单位体积掺杂浓度，
C x
为x方向上的浓度梯度。
比例常数D为扩散系数，它是描述杂质在半导体中运动快慢的物理量， 它与扩散温度、杂质类型、衬底材料等有关；x为深度。
左下图所示如果硅片表面的杂质浓 度CS在整个扩散过程中始终不变， 这种方式称为恒定表面源扩散。
图4.4.1 扩散的方式
自然界中硅的含量 极为丰富，但不能 直接拿来用。因为 硅在自然界中都是 以化合物的形式存 在的。
图4.1.2 拉晶仪结构示意图
左图为在一个可抽真空的腔室内 置放一个由熔融石英制成的坩埚 ，调节好坩埚的位置，腔室回充 保护性气氛，将坩埚加热至 1500°C左右。化学方法蚀刻的籽 晶置于熔硅上方，然后降下来与 多晶熔料相接触。籽晶必须是严 格定向生长形成硅锭。
涂胶工艺的目的就是在晶圆表面建立薄的、均匀的、并且没有缺陷的光刻胶膜。
图4.2.4 动态旋转喷洒光刻胶示意图
3. 前烘
前烘是将光刻胶中的一部分溶剂蒸发掉。使光刻胶中溶剂缓慢、充分地挥发掉， 保持光刻胶干燥。
4. 对准和曝光
对准和曝光是把掩膜版上的图形转移到光刻胶上的关键步骤。
图4.2.5 光刻技术的示意图
图4.2.7 制版工艺流程
4.3 刻蚀
（1）湿法腐蚀
（2）干法腐蚀 ➢ 等离子体腐蚀 ➢ 溅射刻蚀 ➢ 反应离子刻蚀
sic功率芯片生产工序_解释说明以及概述
sic功率芯片生产工序解释说明以及概述1. 引言1.1 概述：本篇长文旨在探讨SIC功率芯片的生产工序并进行解释说明。
SIC（碳化硅）功率芯片作为一种新兴的半导体器件，具有高温、高频、高压等特点，广泛应用于电力电子领域。
对于理解和掌握SIC功率芯片的生产工序，能够帮助人们更好地了解其制造过程，进一步推动相关技术与行业的发展。
1.2 文章结构：本文分为四个主要部分：引言、SIC功率芯片生产工序解释说明、SIC功率芯片生产工序概述以及结论。
在引言部分，我们将对文章整体内容进行概述，并介绍各个章节的内容安排。
接下来的章节将详细介绍SIC功率芯片生产工序的具体步骤和关键要点。
最后，在结论部分，我们将总结所述内容，并提出改进建议，展望未来的发展趋势和影响评估。
1.3 目的：本篇长文的目标是全面而详尽地介绍SIC功率芯片生产工序。
通过深入剖析每个环节，并阐明其原理和作用，我们旨在为读者提供一个全面了解SIC功率芯片制造过程的参考资料。
同时，通过总结和展望，我们也希望能够激发研究人员对于SIC功率芯片生产工艺的改进与创新，并促进相关技术与应用的发展。
2. sic功率芯片生产工序解释说明：2.1 工序简介:在sic功率芯片的生产过程中，需要经历一系列的工序。
这些工序包括原材料准备与处理以及芯片制造过程。
通过这些工序，我们能够将原材料转化为功能完整且可靠的sic功率芯片。
2.2 原材料准备与处理:在开始制造sic功率芯片之前，必须对原材料进行准备和处理。
这些原材料主要由硅碳化物和其他必要成分组成。
首先，根据特定的设计需求，需要选择适当的原材料，并确保其质量符合要求。
在原材料处理阶段，常见的处理方法包括机械研磨、溶液混合和高温反应等。
通过这些方法，可以有效地改变原材料的形态和性质，使其更适合后续的加工操作。
2.3 芯片制造过程:一旦原材料准备完成并达到所需规格，接下来就是芯片制造过程。
该过程通常包括以下几个关键步骤：a) 沉积：将经处理的原材料沉积在基板上形成薄膜。
集成电路设计与制造的主要流程图
否 否
否
3
引言
半导体器件物理基础：包括PN结的物理机制、双极管、 MOS管的工作原理等
器件
小规模电路
大规模电路
超大规模电路
甚大规模电路
电路的制备工艺：光刻、刻蚀、氧化、离子注入、扩散、 化学气相淀积、金属蒸发或溅射、封装等工序
集成电路设计：另一重要环节，最能反映人的能动性
✓ 高度复杂电路系统的要求 ✓ 什么是分层分级设计？ 将一个复杂的集成电路系统的设计问题分解为复杂性较低的设 计级别，这个级别可以再分解到复杂性更低的设计级别；这样 的分解一直继续到使最终的设计级别的复杂性足够低，也就是 说，能相当容易地由这一级设计出的单元逐级组织起复杂的系 统。一般来说，级别越高，抽象程度越高；级别越低，细节越 具体
集成电路 设计与制造的主要流程
1
集成电路设计与制造的主要流程框架
系 统 需 求 设计
掩膜版
芯片制造 过程
芯片检测
封装 测试
单晶、外 延材料
2
集成电路的设计过程：
设计创意 +
仿真验证
功能要求 行为设计（VHDL）
行为仿真 是
综合、优化——网表
时序仿真 是
布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电
路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性， 之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满 意的结果。由此可形成用户自己的单元库
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单元库：一组单元电路的集合
经过优化设计、并通过设计规则检查和反复工艺验证， 能正确反映所需的逻辑和电路功能以及性能，适合于工 艺制备，可达到最大的成品率。
半导体全制程介绍
《晶圆处理制程介绍》基本晶圆处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之后，送到热炉管（Furnace）内，在含氧的环境中，以加热氧化（Oxidation）的方式在晶圆的表面形成一层厚约数百个的二氧化硅层，紧接着厚约1000到2000的氮化硅层将以化学气相沈积Chemical Vapor Deposition；CVP）的方式沈积（Deposition）在刚刚长成的二氧化硅上，然后整个晶圆将进行微影（Lithography）的制程，先在晶圆上上一层光阻（Photoresist），再将光罩上的图案移转到光阻上面。
接着利用蚀刻（Etching）技术，将部份未被光阻保护的氮化硅层加以除去，留下的就是所需要的线路图部份。
接着以磷为离子源（Ion Source），对整片晶圆进行磷原子的植入（Ion Implantation），然后再把光阻剂去除（Photoresist Scrip）。
制程进行至此，我们已将构成集成电路所需的晶体管及部份的字符线（Word Lines），依光罩所提供的设计图案，依次的在晶圆上建立完成，接着进行金属化制程（Metallization），制作金属导线，以便将各个晶体管与组件加以连接，而在每一道步骤加工完后都必须进行一些电性、或是物理特性量测，以检验加工结果是否在规格内（Inspection and Measurement）；如此重复步骤制作第一层、第二层．．．的电路部份，以在硅晶圆上制造晶体管等其它电子组件；最后所加工完成的产品会被送到电性测试区作电性量测。
根据上述制程之需要，FAB厂内通常可分为四大区：1）黄光本区的作用在于利用照相显微缩小的技术，定义出每一层次所需要的电路图，因为采用感光剂易曝光，得在黄色灯光照明区域内工作，所以叫做「黄光区」。
2）蚀刻经过黄光定义出我们所需要的电路图，把不要的部份去除掉，此去除的步骤就> 称之为蚀刻，因为它好像雕刻，一刀一刀的削去不必要不必要的木屑，完成作品，期间又利用酸液来腐蚀的，所以叫做「蚀刻区」。
芯片制作流程图
芯片制作全过程芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（Wafer Fabrication）、晶圆针测工序（Wafer Probe）、构装工序（Packaging）、测试工序（Initial Test and Final Test）等几个步骤。
其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（Front End）工序，而构装工序、测试工序为后段（Back End）工序。
1、晶圆处理工序：本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等），其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关，但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。
2、晶圆针测工序：经过上道工序后，晶圆上就形成了一个个的小格，即晶粒，一般情况下，为便于测试，提高效率，同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品；但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。
在用针测（Probe）仪对每个晶粒检测其电气特性，并将不合格的晶粒标上记号后，将晶圆切开，分割成一颗颗单独的晶粒，再按其电气特性分类，装入不同的托盘中，不合格的晶粒则舍弃。
3、构装工序：就是将单个的晶粒固定在塑胶或瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接，以作为与外界电路板连接之用，最后盖上塑胶盖板，用胶水封死。
其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。
到此才算制成了一块集成电路芯片（即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色，两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块）。
4、测试工序：芯片制造的最后一道工序为测试，其又可分为一般测试和特殊测试，前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性，如消耗功率、运行速度、耐压度等。
经测试后的芯片，依其电气特性划分为不同等级。
而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数，从相近参数规格、品种中拿出部分芯片，做有针对性的专门测试，看是否能满足客户的特殊需求，以决定是否须为客户设计专用芯片。
半导体制造工艺设计流程图
半导体制造工艺流程半导体相关知识本征材料：纯硅 9-10个250000Ω.cm3N型硅：掺入V族元素--磷P、砷As、锑SbP型硅：掺入 III族元素—镓Ga、硼BPN结：半导体元件制造过程可分为前段（Front End）制程晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称 Wafer Fab）、晶圆针测制程（Wafer Probe）；后段（Back End）构装（Packaging）、测试制程（Initial Test and Final Test）晶圆边缘检测系统一、晶圆处理制程晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件，为各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程，以微处理器（Microprocessor）为例，其所需处理步骤可达数百道，而其所需加工机台先进且昂贵，有时可达数千万一台，其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘（Particle）均需控制的无尘室（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之后，接著进行氧化（Oxidation）及沉积，最后进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤，以完成晶圆上电路的加工与制作。
晶圆与晶片的区别制造半导体前，必须将硅转换为晶圆片。
这要从硅锭的生长开始。
单晶硅是原子以三维空间模式周期形成的固体，这种模式贯穿整个材料。
多晶硅是很多具有不同晶向的小单晶体单独形成的，不能用来做半导体电路。
多晶硅必须融化成单晶体，才能加工成半导体应用中使用的晶圆片。
晶片由晶圆切割成，直径和晶圆相同，厚度为300μm 由于硅很硬，要用金刚石锯来准确切割晶圆片，以得到比要求尺寸要厚一些的晶片。
激光锯也有助于减少对晶圆片的损伤、厚度不均、弯曲以及翘曲缺陷。
切割晶圆片后，开始进入研磨工艺。
制作多晶硅生产流程图
4SiHC13 -----→Si+3SiCl4+2H2 SiHC13+ H2-----→ Si +3HC1 SiCl4+ 2H2 -----→Si+4HCl 同时也发生一些副反应，如: SiHC13+ HC1----→ SiCl4+H2 SiHC13 一---→SiCl2+HCl SiC12的生成影响硅在高温时的实收率，同时硅沉积难于达到平衡，使硅的沉积速度较慢。三氯氢硅氢还原法所生产的多晶棒，供 区域熔炼法生产单晶硅用的硅棒直径为50一100mm。供直拉法生产单晶用的硅棒直径为50一150mm。还原尾气中的三氯氢硅和四氯 化硅在一80℃以下冷凝回收，氢气净化后可以循环使用。三氯氢硅氢还原制取超纯硅的方法沉积速度较慢，一般不超过0.5mm/h。 消耗电能很多，副产品四氯化硅量大，因此研究了很多新的综合利用方法。根据已发表的资料，其中最有前途的方法是将四氯化 硅转化为三氯氢硅、二氯二氢硅、硅烷，然后还原或分解成为超纯多晶硅。 (3) 工 艺 流程 如前 所 述 ，将硅粉与干燥的氯化氢气体作用得 三氯氢硅，再在1 100℃下被氢气还原而得。生产流程如图1所示。
在超低碳的不锈钢或镍基合金制成的水冷炉壁还原炉内，用氢将三氯氢硅还原成硅。炉内有不透明石英钟罩(有透明石英内层和 观察孔)和用细硅芯或担管制成的发热体。细硅芯是用超纯硅在特制的硅芯炉内制成。在进行化学气相沉积之前，由于硅在常温 时电阻率很高，因此硅芯须在石英罩外用电阻加热至300℃或用几千伏的高压电启动。经过提纯的氢气(含水蒸汽量很少，露点在 一70℃以下)在挥发器中将三氯氢硅自炉底带人炉内，于1100-1150℃进行还原反应，使硅沉积在发热体上，其主要化学反应如下:
180纳米逻辑芯片制造流程图
for line-end shorting & island missing Composite Spacer (ONO) PSM method apply on CT layer Cobalt salicide process Low K IMD layer (FSG)
5
Outline
VTP IMP
A130K90E2T00
VT注入，靠近器件表面，调节器件的开启电压
• NWELL Asher
Mattson: 21
• NWELL Wet Strip
SPM only
• NWELL Anneal Precln
MRCAM (SC1+SC2)
• IMPLANT DAMAGE ANNEAL N2(PVD)
• GATE1_OX PreCln
NCR1DH100ARCAM
• GATE1_OX
800C,48A+-4 A, wet
• Dual GATE Photo (131layer) (0.45+/-0.05um)
• GATE1 ETCH
N(NLB75A)
• GATE1 Strip
SPM only
• STI THK-PO PAD ( 3150+-180 A)
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晶圆处理制程
制膜 氧化：制备SiO2层 SiO2的性质及其作用 SiO2是一种十分理想的电绝缘材料，它的化学性质非常稳
晶圆处理制程
光罩是半导体业、IC(集成电路)
• 微影成像(lithography)决定组件式样制用作光(p时罩a所上tt需之e的图rn一形)种，尺模经寸具曝，光其之系制利程 (dimension)以及电路接线(routing)将图在形黄覆光制于室晶内圆完（W成A,FER） 对温.湿度维持恒定的要求较其它制程高
晶圆处理制程
曝光（exposure） • 在光刻微影过程，首先为光阻涂布，先将适量光阻滴上基
板中心，而基板是置于光阻涂 布机 的真空吸盘上，转盘 以每分钟數千转之转速，旋转30-60秒，使光阻均匀涂布 在 基板上，转速与旋转时间，依所需光阻厚度而定。 • 曝照于紫外光中，会使得光阻的溶解率改变。紫外光通过 光罩照射于光阻上，而在光照及阴影处产生相对应的图形 ，而受光照射的地方，光阻的溶解率产生变化，称之 为光 化学反应， 而阴影处的率没有变化，这整个过称之为曝光 （exposure）。
• 一个现代的IC含有百万个以上的独立组件，而其尺寸通 常在数微米，在此种尺寸上，并无一合适的机械加工机 器可以使用，取而代之的是微电子中使用紫外光的图案 转换(Patterning),这个过程是使用光学的图案以及光感 应膜來将图案转上基板,此种过程称为光刻微影 (photolithography）
g）
表面抛光 （Surface Polishing）
边缘抛光 （Edge Polishing）
抛光 （Polishi
ng）
去疵 （Getteri
ng）
晶柱切片后处理
晶圆处理制程
圆边（Edge Polishing）
晶圆处理制程
抛光（Polishing）
晶圆处理制程
硅片厚度变化
晶圆处理制程
FAB 厂内通常可分pment) • 在曝光之后，利用显影剂來清洗基板 ，将光阻高溶解率
部份去除，这个步骤称之为显影(Development)，而光阻 去除的部份依不同型态的光阻而有不同，去除部份可以 是被光照射部份或是阴影部份，如果曝光增加光阻的溶 解率，则此类光阻为正光阻，如果曝光降低光阻的溶解 率，则称此类光阻为负光阻。在显影后，以蚀刻液来蚀 刻含在有图案（pattern）光阻的基板蚀刻液去除未受光 阻保护的基板部份，而受光阻保护部份，则未受蚀刻。 最后，光阻被去除，而基板上则保有被制的图案。
变半导体电学性质，形成PN结、电阻、欧姆接触 磷(P)、砷(As) — N型硅 硼(B) — P型硅 掺杂工艺：扩散、离子注入
晶圆处理制程
• 离子注入是另一种掺杂技术，离子注入掺杂也分为 两个步骤：离子注入和退火再分布。离子注入是通过 高能离子束轰击硅片表面，在掺杂窗口处，杂质离子 被注入硅本体，在其他部位，杂质离子被硅表面的保 护层屏蔽，完成选择掺杂的过程。进入硅中的杂质离 子在一定的位置形成一定的分布。通常，离子注入的 深度(平均射程)较浅且浓度较大，必须重新使它们再 分布。掺杂深度由注入杂质离子的能量和质量决定， 掺杂浓度由注入杂质离子的数目(剂量)决定。
半导体制造流程
Ben 2016/3/15
目录
晶圆处理制程（Wafer Fabrication） 晶圆针测制程（Wafer Probe） 构装（Packaging） 测试制程（Initial Test and Final Test）
晶圆处理制程
晶圆处理制程概述
晶圆处理制程之主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子组 件（如晶体管、电容体、邏辑闸等），为上述各制程中所 需技术最复杂且资金投入最多的过程，以微处理器（ Microprocessor）为例，其所需处理步骤可达數百道，而 其所需加工机台先进且昂贵，动辄數千万一台，其所需制 造环境为为一温度、湿度与含尘量（Particle）均需控制 的无尘室（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随着产 品种類与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤通常是 晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之后，接着进行氧化 （Oxidation）及沈积，最后进行微影、蚀刻及離子植入等 反复步骤，以完成晶圆上电路的加工与制作。
晶圆处理制程
蚀刻 • 蚀刻制程是将电路布局移转到芯片上之关键步骤，包括
蚀刻及蚀刻后清洗兩部份 • 经过黄光定义出我们所需要的电路图，把不要的部份去
除掉，此去除的 步骤就称 之为蚀刻. • 蚀刻分为干蚀刻和湿蚀刻两种
晶圆处理制程
Diffusion 掺杂工艺（扩散与离子注入）
通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的半导体区域，构 成各种器件结构。掺杂工艺的基本思想就是通过某种技术 措施，将一定浓度的Ⅲ价元素，如硼，或Ⅴ价元素，如磷 、砷等掺入半导体衬底。 掺杂：将需要的杂质掺入特定的半导体区域中，以达到改
Photo (光刻）
Etch (蚀刻)
Diffusion (掺杂)
Thin Film (制膜)
晶圆处理制程
Photo
图形转换：将设计在光罩(类似于照相底片)上的图形转移 到半导体单芯片上
光刻：光刻是集成电路制造过程中最复杂和最关键的工艺 之一。光刻工艺利用光敏的抗蚀涂层(光阻)发生光化学 反应，结合刻蚀的方法把光罩图形复制到圆硅片上，为 后序的掺杂、制膜膜等工艺做好准备。
晶圆处理制程
• 退火，也叫热处理，集成电路工艺中所有的在氮气等不 活泼气氛中进行的热处理过程都可以称为退火。由于高 能粒子的撞击，导致硅结构的晶格发生损伤。为恢复晶 格损伤，在离子注入后要进行退火处理，根据注入的杂 质数量不同，退火温度一般在450~950℃之间。
• 退火作用 – 激活杂质：使不在晶格位置上的离子运动到晶格位置 ，以便具有电活性，产生自由载流子，起到激活杂质 的作用 – 消除损伤
晶圆处理制程
融化（MeltDown）
颈部成长（Neck Growth）
晶柱成长制程
晶冠成长（Crown Growth）
晶体成长（Body Growth）
尾部成长（Tail Growth）
晶圆处理制程
切片 （Slicing）
圆边 （Edge Polishing）
研磨 （Lappin
g）
蚀刻 （Etchin