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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,半導體廠基本概念介紹,半導體廠的產品及與上下游業界的串聯關係,半導體廠內的主要部門及工作,重要製程的簡介,各重要製程的主要機台供應商及機台種類,半導體廠主要生產的產品是,積體電路元件(,IC Parts),主要的,IC,DRAM,=,D,ynamic,R,andom,A,ccess,M,emory,動態隨機存取記憶體,用作電腦等記憶體,電源切斷後,記憶內容也消失.,SRAM,=,S,tatic,R,andom,A,ccess,M,emory,靜態隨機存取記憶體,用作遊戲機等記憶體,電源切斷後,記憶內容不會消失.,MPU,=,M,icro,P,rocessor,U,nit,微處理器,電腦等的心臟部位.,ASIC,=,A,pplication,S,pecific,I,ntegrated,C,ircuit,特定用途的,IC,產品,隨客戶指定的用途而製作.,製程的難易比較,難,MPU SRAM DRAM,易,半導體廠與上下游業界的串聯關係,與上下游業界的串聯關係如下:,IC,前段製程,IC,後段製程,設計業,製造業,封裝業,測試業,IC,電路設計,光罩圖案製作,清洗,晶圓製造,半導體廠,製程,晶圓切割,封裝,測試,測試,IC,廠主要的部門及負責的重要工作,半導體廠的製程,Process:,晶圓製造,清洗,薄膜形成,光阻塗佈,微影,光罩製作,蝕刻,離子植入,(,摻雜,),光阻剝離,測試,清洗設備,濕式,乾式,乾燥,薄膜設備,CVD,PVD,SOG,CMP,氧化,途佈設備,塗佈機,烘烤爐,微影設備,步進機,顯影機,蝕刻設備,濕式,乾式,摻雜設備,植入機,回火,擴散爐,剝離設備,Stripper,測試設備,測試機,IC Wafer,晶圓的材料 矽晶圓,Silicon Wafer,使用矽晶圓材料的優點:,來源充足,不虞匱乏.,可以製成純度極高的晶圓,一般以柴氏長晶法(,Czochralski Method),大量成長大尺寸的矽單晶棒(,Silicon Crystal Ingot).,形成之氧化層(,SiO2),可以作為元件絕佳的絕緣材料.,常見的,Wafer,尺寸有直徑:,3 英吋(75,mm),4,英吋(100,mm),5,英吋(125,mm),6,英吋(150,mm),8,英吋(200,mm),目前的主流尺寸,12 英吋(300,mm),將是未來幾年的主流尺寸,CVD Chemical Vapor Deposition,化學氣相沉積法,通入特定的化學氣體及,Precursor(,前導化學品)到反應室(,Chamber),利用化學反應的方式,將反應物沉積在晶圓表面形成薄膜(,Film),的一種技術.,導體薄膜,半導體薄膜及絕緣體薄膜,是構成半導體元件的主要材料.,CVD,常見的方式有:,常壓,CVD,(Atmospheric Pressure CVD),簡稱,APCVD,(,760 torrs,),低壓,CVD,(Low Pressure CVD),簡稱,LPCVD,(,1 torr,),次大氣壓,CVD,(Sub-Atmospheric CVD),簡稱,SACVD,電漿,CVD,(Plasma Enhanced CVD),簡稱,PECVD,(,1 torr,),高密度電漿,CVD,(High Density Plasma CVD),簡稱,HDPCVD,薄膜,film,的形成,主要的功用是用作:,緩衝層(,Buffer Layer),隔離層(,Isolation Layer),罩幕層(,Masking Layer),介電材料(,Dielectric)(,半導體的功用),絕緣層(,Insulator Layer),阻障層(,Barrier Layer),保護層(,Passivation Layer),黏合層(,Glue Layer),金屬層(,Metal Layer)(,導電用),CVD,製程的主要機台供應商及機台種類,PVD Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積法,一般說來,PVD,可以有下列三種不同之技術:,蒸鍍(,Evaporation),分子束磊晶成長(,Molecular Beam Epitaxy,MBE),濺鍍(,Sputter),由於濺鍍(,Sputter),可以同時達成極佳的,沉積效率,大尺寸的沉積厚度控制,精確的成分控制,較低的製造成本,所以濺鍍(,Sputter),是現今矽基半導體工業所唯一採用的方式.,PVD Physical Vapor Deposition,物理氣相沉積法,顧名思義,PVD,即是以物理變化的現象來進行,以達到薄膜沉積的目的.,詳細說即是利用電漿所產生的離子,藉著離子對被濺鍍物體(靶,Target),電極的轟擊,使電漿的氣相內具有被鍍物的粒子,然後沉積在,Wafer,上形成薄膜的一種技術.,目前,PVD(Sputter),主要是用來作金屬層的薄膜製作.(,Al,W,Ti,等),PVD,製程的主要機台供應商及機台種類,Diffusion,擴散,此製程乃利用物質中之原子或是分子會因為高溫活化之緣故,而由高濃度移至低濃度區域,我們稱之為擴散.,擴散的情形在氣相或是液相時,通常在常溫或是較低的溫度即可,但是在半導體內之固態擴散則需要超過800,o,C,以上才有可能發生.,而擴散的製程,一般是在所謂的擴散爐內(,Furnace),執行.,擴散製程的目的是要將一些摻質(,Dopant),一般為三族(,P,型摻質)及五族(,N,型摻質),擴散到特定的薄膜中,使此特定薄膜的電氣特性符合我們的需要.,此種技術也叫做摻雜(,Doping),也即加入一些特定雜質的意思.,另一個可以做摻雜的製程即為離子植入(,Ion Implanter).,Diffusion(Furnace),製程的主要機台供應商及機台種類,Ion Implanter,離子植入,離子植入製程乃是將帶一定能量及電荷的帶電離子(摻雜),經過加速過程而植入於特定的薄膜中,使此特定薄膜的電氣特性達到我們的要求.,因為用擴散的方法,會因為摻質原子的濃度受固態溶解度之限制及擴散過程中所引起的橫向擴散,而無法適用於次微米的元件製程,這正是離子植入技術在今日被大量用於半導體元件製程中的原因.,平坦化技術,CMP,(,C,hemical,M,echanical,P,olishing),使用化學品(,Slurry),與薄膜起化學反應之後,再將薄膜以機械拋光(,PU Pad),的方式達到晶圓全面平坦化之目的.,大多為,:1.,Oxide(,介電層)之研磨,2.,Metal(W,Al,Cu),之研磨.,SOG,(,S,pin,O,n,G,lass),塗佈,Silicate,及,Siloxanne,系列材料於晶圓表面以製造平坦化之介電層之技術,製程類似光阻劑之塗佈.,Wet Etching,濕式蝕刻,最早的蝕刻技術是利用特定溶液與薄膜間所進行的化學變化反應,來去除薄膜未被光阻覆蓋的部分,而達到蝕刻的目的.這種蝕刻方式也就是所謂的濕式蝕刻技術.,優點:製程單純,設備簡單,而且成本低,產能高,並且具有優秀的蝕刻選擇比.,缺點:因為濕式蝕刻是利用化學反應來進行薄膜的去除,而化學反應本身並不具方向性,所以屬於等方向性的蝕刻.,Dry Etching,乾式蝕刻,所謂乾式蝕刻,通常指的就是利用輝光放電(,Glow Discharge),的方式,產生包含離子,電子等帶電粒子,以及具有高度化學活性的中性原子及自由基的電漿來進行薄膜移除的蝕刻技術.,早期半導體製程的蝕刻技術是使用濕式蝕刻的方法,但當積體電路中的元件尺寸愈做愈小時,由於化學反應沒有方向性,所以逐漸被乾式蝕刻所取代.,Dry Etching,製程的主要機台供應商及機台種類,
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