晶圓的製作晶圓的製作

IC製作過程IC 製作過程

晶體晶體

• amorphous（非晶）p （非晶）

• polycrystalline（多晶，多結晶，複晶）

結• crystalline（結晶）

• Amorphous silicon（非晶矽）• Amorphous silicon（非晶矽）• Polysilicon（多晶矽，多結晶矽，複晶矽）矽 複 矽）

非晶 複晶 結晶

鑽石與石墨鑽石與石墨

高純度矽之製作（99 999999999%純度）（99.999999999% 純度）

硅石（silica） SiO2

以碳還原

不純矽

氯化

純度 99%冶金級矽

液態矽烷

分餾

SiH4, SiCl4, SiClH3等總稱 silane

超純矽烷

以氫還原

超純複晶矽

冶金級矽冶金級矽

氯化成矽烷氯化成矽烷

以氫還原成複晶矽以氫還原成複晶矽

單晶矽晶棒（ingot）的製作製作

• CZ 法（Czochralski 法，柴式法（ 法 柴式長晶法）

• FZ 法（Floating Zone 法，浮融長晶法）長晶法）

CZ法CZ 法

FZ法FZ 法

晶棒的切割晶棒的切割

• 區塊切斷分離區塊切斷分離

• 外圍研磨• 平面方向記號加工• 區塊切離

流程流程

晶圓研磨晶圓研磨

晶邊研磨晶邊研磨

• 防止邊緣破碎• 避免應力集中• 使光阻劑於表面均勻分布

晶圓缺陷晶圓缺陷

表面處理表面處理

denuded zone,剝蝕區，溶蝕區

缺陷有捕捉雜質的作用

吸除（getter）表面雜質方法方法

• 外質吸除（extrinsic gettering, EG）：– 於表面生成一層多晶矽– 於晶圓背面形成氮化矽晶粒邊界– 晶圓背面以機械方式摩擦– 以雷射光束照射晶圓背面– 離子植入晶圓背面– 以磷擴散入晶圓背面

• 內質吸除（intrinsic gettering, IG）：以熱循環造成氧沉澱，使氧離開晶圓表面圓表面

• 化學吸除：使用氯化氫或三氯乙烯除去表面污染

晶圓平坦度晶圓平坦度

1 mil = 1/1000 in = 25 μm

使用 HF + HNO + CH COOH使用 HF + HNO3 + CH3COOH 拋光目的：改善前製程所留下的微缺陷提高晶圓平坦度微粒不易附著

晶圓直徑晶圓直徑

磊晶（epitaxial）晶圓磊晶（epitaxial）晶圓

無塵室，潔淨室（ l ）（clean room）