半導(dǎo)體廠基本概念介紹匯總課件

1、半導(dǎo)體廠基本概念介紹半導(dǎo)體廠的產(chǎn)品及與上下游業(yè)界的串聯(lián)關(guān)係 半導(dǎo)體廠內(nèi)的主要部門及工作 重要製程的簡(jiǎn)介 各重要製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)臺(tái)種類半導(dǎo)體廠基本概念介紹半導(dǎo)體廠的產(chǎn)品及與上下游業(yè)界的串聯(lián)關(guān)係半導(dǎo)體廠主要生產(chǎn)的產(chǎn)品是 積體電路元件(IC Parts)主要的 ICDRAM = Dynamic Random Access Memory動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取記憶體,用作電腦等記憶體,電源切斷後,記憶內(nèi)容也消失.SRAM = Static Random Access Memory靜態(tài)隨機(jī)存取記憶體,用作遊戲機(jī)等記憶體,電源切斷後,記憶內(nèi)容不會(huì)消失.MPU = Micro Processor Unit微處理

2、器,電腦等的心臟部位.ASIC = Application Specific Integrated Circuit特定用途的 IC 產(chǎn)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(dǎo)體廠主要生產(chǎn)的產(chǎn)品是 積體電路元件(IC Parts半導(dǎo)體廠與上下游業(yè)界的串聯(lián)關(guān)係與上下游業(yè)界的串聯(lián)關(guān)係如下 :IC前段製程IC後段製程設(shè)計(jì)業(yè)製造業(yè)封裝業(yè)測(cè)試業(yè)IC電路設(shè)計(jì)光罩圖案製作清洗晶圓製造半導(dǎo)體廠製程晶圓切割封裝測(cè)試測(cè)試半導(dǎo)體廠與上下游業(yè)界的串聯(lián)關(guān)係與上下游業(yè)界的串聯(lián)關(guān)係如下 :IC廠主要的部門及負(fù)責(zé)的重要工作IC廠主要的部門及負(fù)責(zé)的重要工作半導(dǎo)體廠的製程Process:晶圓

3、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(cè)試清洗設(shè)備濕式乾式乾燥薄膜設(shè)備CVDPVDSOGCMP氧化途佈設(shè)備塗佈機(jī)烘烤爐微影設(shè)備步進(jìn)機(jī)顯影機(jī)蝕刻設(shè)備濕式乾式摻雜設(shè)備植入機(jī)回火擴(kuò)散爐剝離設(shè)備Stripper測(cè)試設(shè)備測(cè)試機(jī)半導(dǎo)體廠的製程Process:晶圓製造清洗薄膜形成光阻塗佈微IC Wafer 晶圓的材料 矽晶圓 Silicon Wafer使用矽晶圓材料的優(yōu)點(diǎn) :來(lái)源充足,不虞匱乏.可以製成純度極高的晶圓,一般以柴氏長(zhǎng)晶法(Czochralski Method),大量成長(zhǎng)大尺寸的矽單晶棒(Silicon Crystal Ingot).形成之氧化層(SiO2),可以作為元

4、件絕佳的絕緣材料.常見(jiàn)的 Wafer 尺寸有直徑 :3 英吋 (75mm)4 英吋 (100mm)5 英吋 (125mm)6 英吋 (150mm)8 英吋 (200mm) 目前的主流尺寸12 英吋 (300mm) 將是未來(lái)幾年的主流尺寸IC Wafer 晶圓的材料 矽晶圓 Silicon WCVD Chemical Vapor Deposition化學(xué)氣相沉積法通入特定的化學(xué)氣體及Precursor(前導(dǎo)化學(xué)品)到反應(yīng)室(Chamber),利用化學(xué)反應(yīng)的方式,將反應(yīng)物沉積在晶圓表面形成薄膜(Film)的一種技術(shù).導(dǎo)體薄膜,半導(dǎo)體薄膜及絕緣體薄膜,是構(gòu)成半導(dǎo)體元件的主要材料.CVD Chemic

5、al Vapor DepositioCVD常見(jiàn)的方式有:常壓CVD (Atmospheric Pressure CVD)簡(jiǎn)稱 APCVD (760 torrs)低壓CVD (Low Pressure CVD)簡(jiǎn)稱 LPCVD (1 torr)次大氣壓CVD (Sub-Atmospheric CVD)簡(jiǎn)稱 SACVD電漿CVD (Plasma Enhanced CVD)簡(jiǎn)稱 PECVD (1 torr)高密度電漿CVD (High Density Plasma CVD)簡(jiǎn)稱 HDPCVDCVD常見(jiàn)的方式有:常壓CVD (Atmospheric P薄膜film的形成,主要的功用是用作:緩衝層(Bu

6、ffer Layer)隔離層(Isolation Layer)罩幕層(Masking Layer)介電材料(Dielectric)(半導(dǎo)體的功用)絕緣層(Insulator Layer)阻障層(Barrier Layer)保護(hù)層(Passivation Layer)黏合層(Glue Layer)金屬層(Metal Layer)(導(dǎo)電用)薄膜film的形成,主要的功用是用作:緩衝層(Buffer CVD製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)臺(tái)種類CVD製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)臺(tái)種類PVD Physical Vapor Deposition物理氣相沉積法一般說(shuō)來(lái),PVD可以有下列三種不同之技術(shù):蒸鍍(Evapo

7、ration)分子束磊晶成長(zhǎng)(Molecular Beam Epitaxy, MBE)濺鍍(Sputter)由於濺鍍(Sputter)可以同時(shí)達(dá)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(xiàn)今矽基半導(dǎo)體工業(yè)所唯一採(cǎi)用的方式.PVD Physical Vapor DepositioPVD Physical Vapor Deposition物理氣相沉積法顧名思義,PVD即是以物理變化的現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行,以達(dá)到薄膜沉積的目的.詳細(xì)說(shuō)即是利用電漿所產(chǎn)生的離子,藉著離子對(duì)被濺鍍物體(靶Target)電極的轟擊,使電漿的氣相內(nèi)具有被鍍物的粒子,然後沉積在Wafer

8、上形成薄膜的一種技術(shù).目前PVD(Sputter),主要是用來(lái)作金屬層的薄膜製作.(Al, W, Ti 等)PVD Physical Vapor DepositioPVD製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)臺(tái)種類PVD製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)臺(tái)種類Diffusion 擴(kuò)散此製程乃利用物質(zhì)中之原子或是分子會(huì)因?yàn)楦邷鼗罨壒?而由高濃度移至低濃度區(qū)域,我們稱之為擴(kuò)散.擴(kuò)散的情形在氣相或是液相時(shí),通常在常溫或是較低的溫度即可,但是在半導(dǎo)體內(nèi)之固態(tài)擴(kuò)散則需要超過(guò)800oC以上才有可能發(fā)生.而擴(kuò)散的製程,一般是在所謂的擴(kuò)散爐內(nèi)(Furnace)執(zhí)行.擴(kuò)散製程的目的是要將一些摻質(zhì)(Dopant),一般為三族(P型摻

9、質(zhì))及五族(N型摻質(zhì)),擴(kuò)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(shù)也叫做摻雜(Doping),也即加入一些特定雜質(zhì)的意思.另一個(gè)可以做摻雜的製程即為離子植入(Ion Implanter).Diffusion 擴(kuò)散此製程乃利用物質(zhì)中之原子或是分子Diffusion(Furnace)製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)臺(tái)種類Diffusion(Furnace)製程的主要機(jī)臺(tái)供應(yīng)商及機(jī)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(jīng)過(guò)加速過(guò)程而植入於特定的薄膜中,使此特定薄膜的電氣特性達(dá)到我們的要求.因?yàn)橛脭U(kuò)散的方法,會(huì)因?yàn)閾劫|(zhì)原子的濃度受固態(tài)

10、溶解度之限制及擴(kuò)散過(guò)程中所引起的橫向擴(kuò)散,而無(wú)法適用於次微米的元件製程,這正是離子植入技術(shù)在今日被大量用於半導(dǎo)體元件製程中的原因.Ion Implanter 離子植入離子植入製程乃是將帶平坦化技術(shù)CMP(Chemical Mechanical Polishing)使用化學(xué)品(Slurry)與薄膜起化學(xué)反應(yīng)之後,再將薄膜以機(jī)械拋光(PU Pad)的方式達(dá)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(Spin On Glass)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(shù),製程類似光阻劑之塗

11、佈.平坦化技術(shù)CMP(Chemical Mechanical PWet Etching 濕式蝕刻最早的蝕刻技術(shù)是利用特定溶液與薄膜間所進(jìn)行的化學(xué)變化反應(yīng),來(lái)去除薄膜未被光阻覆蓋的部分,而達(dá)到蝕刻的目的.這種蝕刻方式也就是所謂的濕式蝕刻技術(shù).優(yōu)點(diǎn) : 製程單純,設(shè)備簡(jiǎn)單,而且成本低,產(chǎn)能高,並且具有優(yōu)秀的蝕刻選擇比.缺點(diǎn) : 因?yàn)闈袷轿g刻是利用化學(xué)反應(yīng)來(lái)進(jìn)行薄膜的去除,而化學(xué)反應(yīng)本身並不具方向性,所以屬於等方向性的蝕刻.Wet Etching 濕式蝕刻最早的蝕刻技術(shù)是利用特定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(chǎn)生包含離子,電子等帶電粒子,以及具有高度化