單元三晶圓的制程與量測(cè)

1、1晶圓的製造11什麼是晶圓臺(tái)灣目前是世界晶圓代工的重要國(guó)家，也是半導(dǎo)體的製造與資訊工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的大國(guó)，晶圓(Wafer)是製造積體電路(IntegratedCircuitIC)的基本材料，通常是由矽(SiliconSi)或砷化鎵(GalliumArsenideGaAs)等半導(dǎo)體(Semiconduct)所組成，目前積體電路產(chǎn)業(yè)以矽晶圓為主。矽晶圓是利用特殊的拉晶(CrystalPulling)裝置將熔化的純矽，緩慢旋轉(zhuǎn)逐漸拉升冷卻以獲得

2、單晶(Crystal)結(jié)構(gòu)的晶棒(Ingot)，如圖1所示。矽晶棒再經(jīng)過(guò)研磨、拋光、切片，即成矽晶圓，如圖2所示。矽晶圓的表面光滑明亮如一片圓鏡，需要經(jīng)過(guò)積體電路製造技術(shù)在晶圓的表面上製作電路元件，才能成為可用的積體電路，如圖3所示。在矽晶片上加工製作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，成為具有特定電性功能的IC產(chǎn)品。臺(tái)積電、聯(lián)電等「晶圓代工」廠，就是取得電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司客戶委託的產(chǎn)品製造訂單後，將電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖，透過(guò)光罩製作公司轉(zhuǎn)製在數(shù)層光罩上，再

3、以矽晶圓為基材，經(jīng)過(guò)積體電路晶圓生產(chǎn)製造流程，將每一層光罩上的設(shè)計(jì)圖案轉(zhuǎn)置在晶圓上，每片晶圓在完成製造程序後，即可在晶圓上形成數(shù)百到數(shù)千顆相同的積體電路(IC)小晶片。製作完成的晶圓還要再經(jīng)過(guò)測(cè)試、切割、封裝等過(guò)程，才能成為一顆顆具有各種功能的積體電路產(chǎn)品，如圖4所示。圖1晶棒圖2晶圓片圖3矽晶圓與壹圓圖4晶片的封裝50微米3的速度與上拉的速度以及爐溫有關(guān)聯(lián)。晶棒長(zhǎng)成製程如下：1.熔化（MeltDown）此過(guò)程是將置放於石英坩鍋內(nèi)的塊狀

4、複晶矽加熱製高於攝氏1420度的熔化溫度之上，此階段中最重要的參數(shù)為坩鍋的位置與熱量的供應(yīng)，若使用較大的功率來(lái)熔化複晶矽，石英坩鍋的壽命會(huì)降低，反之功率太低則融化的過(guò)程費(fèi)時(shí)太久，影響整體的產(chǎn)能。2.頸部成長(zhǎng)（NeckGrowth）當(dāng)矽熔漿的溫度穩(wěn)定之後，將晶種漸漸注入熔液中，接著將晶種往上拉昇，並使直徑縮小到一定，維持此直徑並拉長(zhǎng)1020cm，以消除晶種內(nèi)的排差。3.晶冠成長(zhǎng)（CrownGrowth）長(zhǎng)完頸部後，慢慢地降低拉速與溫度，使

5、頸部的直徑逐漸增加到所需的大小。4.晶體成長(zhǎng)（BodyGrowth）利用調(diào)整拉速與溫度來(lái)維持固定的晶棒直徑，所以坩鍋必須不斷的上升來(lái)維持固定的液面高度，而且拉速必須逐漸地降低，以避免晶棒扭曲的現(xiàn)象產(chǎn)生。5.尾部成長(zhǎng)（TailGrowth）當(dāng)晶體成長(zhǎng)到所要的長(zhǎng)度後，晶棒的直徑必須逐漸地縮小，直到與液面分開。13柴可拉斯基(Czochralski)長(zhǎng)晶法柴可拉斯基長(zhǎng)晶法是柴可拉斯基(Czochralski)在1917年提出的長(zhǎng)晶法，圖6為柴