1、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臺供應商及機臺種類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主要生產的產品是 積體電路元件(IC Parts)主要的 ICDRAM = Dynamic Random Access Memory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 = Static Random Access Memory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 = 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 易半導體廠主要生產的產品是 積體電路元件(IC Parts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廠主要的部門及負責的重要工作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

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)光阻剝離測試清洗設備濕式乾式乾燥薄膜設備CVDPVDSOGCMP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測試設備測試機半導體廠的製程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

4、件絕佳的絕緣材料.常見的 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) 將是未來幾年的主流尺寸IC Wafer 晶圓的材料 矽晶圓 Silicon WCVD 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 Chemic

5、al Vapor DepositioCVD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 HDPCVDCVD常見的方式有: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)薄膜film的形成,主要的功用是用作:緩衝層(Buffer CVD製程的主要機臺供應商及機臺種類CVD製程的主要機臺供應商及機臺種類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(Evapo

7、ration)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 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

8、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 Physical Vapor DepositioPVD製程的主要機臺供應商及機臺種類PVD製程的主要機臺供應商及機臺種類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800oC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

9、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 擴散此製程乃利用物質中之原子或是分子Diffusion(Furnace)製程的主要機臺供應商及機臺種類Diffusion(Furnace)製程的主要機臺供應商及機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

10、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.Ion Implanter 離子植入離子植入製程乃是將帶平坦化技術CMP(Chemical Mechanical Polishing)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(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,製程類似光阻劑之塗

11、佈.平坦化技術CMP(Chemical Mechanical PWet 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.Wet Etching 濕式蝕刻最早的蝕刻技術是利用特定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,產生包含離子,電子等帶電粒子,以及具有高度化