半導體制造步驟

引言

每個半導體元器件產(chǎn)品的制造都需要數(shù)百道工序。經(jīng)過排序，整個制造過程分為八個步驟：Wafer Processing、Oxidation、Photography、Etching、Film Deposition、Interconnection、Test、Package。

圖 1. 半導體零件制造過程

晶圓加工

很少有人知道，所有的半導體工藝都是從一粒沙開始的。因為沙子中所含的硅是生產(chǎn)晶圓所需要的原料。晶片是通過切割由硅 (Si) 或砷化鎵 (GaAs) 制成的單晶柱而形成的圓形切片。提取高純度硅材料需要硅砂，這是一種二氧化硅含量高達95%的特殊材料，也是制造晶圓的主要原料。晶圓加工是制造和獲得晶圓的過程。（江蘇英思特半導體科技有限公司）

氧化

氧化工藝的作用是在晶圓表面形成一層保護膜。它可以保護晶圓免受化學雜質(zhì)的影響，防止漏電流進入電路，防止離子注入時的擴散，以及蝕刻時晶圓的滑落。

圖 2. 氧化

氧化過程的第一步是通過四個步驟去除雜質(zhì)和污染物，如有機物、金屬和蒸發(fā)殘留水分。清洗完成后，可將晶圓置于800~1200攝氏度的高溫環(huán)境中，通過氧氣或水蒸氣的流動在晶圓表面形成一層二氧化硅。氧氣通過氧化層擴散并與硅反應形成不同厚度的氧化層，氧化完成后可以測量。

干式氧化和濕式氧化法

根據(jù)氧化反應中所用氧化劑的不同，熱氧化過程可分為干法氧化和濕法氧化。前者利用純氧產(chǎn)生二氧化硅層，速度慢但氧化層薄且致密。后者既需要氧氣又需要高溶解度。水蒸氣的特點是生長速度快，但保護層比較厚，密度低。（江蘇英思特半導體科技有限公司）

圖 3. 干法氧化和濕法氧化法

除了氧化劑之外，還有其他變量會影響二氧化硅層的厚度。首先，晶圓結構、表面缺陷和內(nèi)部摻雜濃度都會影響氧化層的形成速率。另外，氧化設備產(chǎn)生的壓力和溫度越高，氧化層形成的速度就越快。在氧化過程中，還需要根據(jù)晶圓在單元中的位置使用假晶圓來保護晶圓，減少氧化程度的差異。

光罩

光掩模是利用光將電路圖案“印刷”到晶圓上。我們可以理解為繪制在晶圓表面的半導體零件。電路圖形的精細度越高，產(chǎn)品芯片的集成度就越高，這只有通過先進的光掩模技術才能實現(xiàn)。具體可分為光刻膠涂布、曝光、顯影三個步驟。（江蘇英思特半導體科技有限公司）

圖 4. 涂層光刻膠

江蘇英思特半導體科技有限公司主要從事濕法制程設備，晶圓清潔設備，RCA清洗機，KOH腐殖清洗機等設備的設計、生產(chǎn)和維護。

審核編輯：湯梓紅