晶圆和晶片有什麽差别呢?晶圆是製造晶片的起始材料,它是一个薄而圆形的硅基板,通常由单晶硅製成。在晶圆製造( Wafer manufacture)过程中,包含两大阶段:第一阶段-晶圆製造(Wafer Manufacturing),包含纯化、长晶、拉晶、切片、抛光研磨步骤;第二阶段-晶片加工(Wafer Fabrication),包括气相沉积、光阻涂佈、曝光、显影、蚀刻、光阻剥除步骤。
纯化 | Wafer Cleaning
透过高温熔炼、溶剂(如HF氢氟酸或KOH氢氧化钾)等方式清洗晶圆原始材料表面,去除汙染和有机残留物,以确保良好的基材品质
长晶 | Crystal Growth
将高纯度的硅原料-二氧化硅,放入炉中提炼,还原成冶炼级的硅,再经蒸馏纯化后,透过慢速分解过程,产生出「多晶硅」。
拉晶 | Ingot Pulling
拉晶 (Ingot Pulling):将多晶硅与硼酸、磷放入石英坩埚中,在高温下熔化,将探棒(单晶硅棒)浸入并旋转拉升,沾附在晶种上的硅随之冷凝,均匀附着在探棒上,形成柱状单晶硅锭。
切片 | Wafer Slicing
刚製成的晶柱表面不平整,须经过工业级鑽石磨具加工,再去除两端尖锥状部分,调整晶柱的直径,并使用高硬度的锯片或线锯,将圆柱切割成晶圆薄片。
抛光研磨 | Polishing & Lapping
晶圆经过切割后表面粗糙,需进行抛光研磨,其步骤繁琐,抛光目的是将晶体表面变为更平滑光亮;而使用研磨则是将晶圆边缘磨成光滑圆弧形。
气相沉积 | CVD
CVD(Chemical Vapor Deposition)化学气相沉积,是将气态前体引入反应室,这些气体接触到加热的基材后,产生沉积物质,并在基材表面沉积一层薄膜,製造绝缘层或导体层。
光阻涂佈 | Photoresist Coating
光阻受到曝光时,化学结构会发生变化,此阶段将光阻液涂佈在晶圆表面,形成均匀的光阻层,使其在后续的曝光和显影步骤中能够被移除或保留,形成所需的图案。
曝光 | Exposure
利用光罩上的图案,将光阻层曝光于紫外线下,把光罩对齐到被涂佈光阻的晶圆上,受到光照的区域会引起光阻层的化学反应,引起光化学反应。
显影 | Photolithography
利将曝光后的晶圆浸泡在显影溶液(可能包含硷性物质如氢氧化钠、氢氧化钾及添加剂等),使光阻层仅在曝光区域保留,未曝光区域被去除,形成模板。
蚀刻 | Etching
用酸或硷性蚀刻液,根据光阻层上的图案去除底层材料,晶圆表面已经受到保护的区域(曝光后的光阻区域)则不受影响,形塑出晶片的微细结构。
光阻剥除 | Photoresist Stripping
完成显影后,利用化学剥除、热力学剥除、机械剥除等方式移除残留光组,如利用剥除溶液,去除残留的光阻,目的是防止任何残留物对元件的性能造成不良影响。
清洗 | Final Cleaning
最终,晶片需再次清洗,方法可能使用有机或无机溶剂、表面活性剂或是超音波清洗等技术,以去除製程中残留的化学物质和微粒,确保製成的晶片乾淨且符合规格。
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