Wafer Process工艺制造流程
3. 技术说明
3.1 微机械加工
3.1.1 清洗
简 介：清洗工艺在于去除衬底材料表面的有机物、金属玷污以及
非金属玷污，超临界二氧化碳干燥能够去除微小结构中的玷污，同时
防止释放的微结构黏附在衬底上。清洗工艺包括标准清洗、去胶清洗、
薄膜淀积前清洗、超临界干燥、兆声清洗。
处理材料：直径为 100mm 的硅片、玻璃片以及 SOI，厚度范围 400－
21
服务指南
浮液在铸铁磨盘上进行精磨，最后用 SF1 抛光液在聚胺酯盘上进行抛 光。抛光表面平整度可达到 2μm，粗糙度在纳米量级。 处理材料：硅片，大小小于 4 寸
粘片机
平整度测试仪
抛光机
22
服务指南
3.2 封装 3.2.1 划片
划片机利用高速旋转的镶嵌金刚石颗粒的超薄刀片，在水冷却的 条件下将大片的器材切割成小片。其最典型应用是将半导体圆片划成 芯片，是电子产品生产中不可或缺的设备。本划片机可对多种基材进 行切割划片,包括:硅片、陶瓷、玻璃等，切割精度高。 设计规范
几个微米厚的薄膜。扩散工艺包括高电阻率硼扩散工艺、低电阻率硼
扩散工艺。
处理材料：符合进炉净化标准以及承受处理的温度，衬底材料直径
100mm，厚度 400-1500um。
（1）高电阻率硼扩散工艺
条件
温度
结深
方块电阻 设备
硼源 GS－126 950－1150ºC 0.1－0.5um 100Ω / 扩散炉
STS Multiplex ICP alcatel 601E 设备
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服务指南
介绍：
可以对硅材料进行各向异性的干法刻蚀，具有高深宽比，刻蚀速度快
等优点。
加工尺寸 掩膜材料 腐蚀速率 腐蚀效果
深宽比
4 寸硅片
正胶、SiO2
最高 7um/min
各向异性 可达 1：25
各向同性气相硅腐蚀 Xactix
可以根据实际情况调整流程中的操作。目前提供单面接触式对准光
刻、双面接触式对准光刻服务。
处理材料：衬底材料直径 100mm，厚度 400－5000um。
（1）单面接触式对准光刻
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服务指南
光刻胶类型 光刻胶厚度 最小线宽
Shipley 6112 0.5-2.0um
Shipley 1813 0.5-1.8um
Shipley 1818
Shipley AZ4620
1.0-3.0um 4.0-10.0um
片数/批 : 1
1.5um 1.5um 2.0um 3.5um
套准精度
设备
1.5um 1.5um 1.5um
Karl Suss MA6 Karl Suss MA6 Karl Suss MA6
2.0um Karl Suss MA6
提供的薄膜刻蚀服务。湿法腐蚀技术和干法刻蚀技术针对不同的材料
选用不同的设备和配方。
（1）湿法腐蚀
腐蚀材 料
配方
温度 (°C)
腐蚀速率
腐蚀性质
设备
SiO2 HF：NH4F：H2O 45 320nm/min 各向同性 腐蚀槽
Al
H3PO4
56 3500A/min 各向同性 腐蚀槽
Si KOH (40%) 40 4.4±0.5um/h 各向异性 腐蚀槽
工艺大大提高，可以制备厚二氧化硅薄膜，但氧化层的致密性不如干
氧氧化的薄膜。
条件
温度
厚度
设备
氧气、氢气 950－1150ºC 0.1－2um
氧化炉
处理面数：双面
片数/批 : 最多 48 片
检 验：氧化层厚度偏差＋/-5％
3.1.3 扩散
简 介：扩散工艺在硅片表面掺入三价或者五价元素，改变硅片的
导电类型和电阻率，在微机械应用中，浓硼自停止腐蚀技术可以制备
腐蚀槽
处理面数：双面
（4）超临界干燥
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服务指南
超临界清洗用于去除微结构里不易去除沾污，或者防止释放后 的微结构不黏附在衬底表面上。 处理面数：单面、小面积尺寸的芯片
超临界干燥 (5)兆声清洗
键合技术要求衬底材料的表面非常干净，硅片经过标准清洗后， 还要用兆声清洗进行处理以增强键合效果。 处理面数：双面
SiO2 KOH (40%) 40 9.8nm/h 各向同性 腐蚀槽
Si KOH (40%) 50 9.0±1um/h 各向异性 腐蚀槽
SiO2 KOH (40%) 50 12.6nm/h 各向同性 腐蚀槽
Si KOH (40%) 60 18.0±1um/h 各向异性 腐蚀槽
SiO2 KOH (40%) 60 33.9nm/h 各向同性 腐蚀槽
13
服务指南
3.1.5 蚀刻工艺
简 介：蚀刻技术主要对各种薄膜以及体硅进行加工，通常有湿法
腐蚀工艺和干法刻蚀工艺，薄膜的湿法腐蚀技术对衬底具有高的选择
比，一般是各向同性的腐蚀方式，硅的 KOH 湿法腐蚀技术是各向异性
的。
干法刻蚀主要是 STS DRIE 提供的硅深刻蚀和 Oxford Ion Beam
清洗槽
处理面数：双面
6
服务指南
清洗槽
(2) 去胶清洗
采用硫酸和双氧水溶液去除衬底材料上的光刻胶材料。
溶液
温度
设备
硫酸：双氧水（80％：20％） 120ºC 清洗槽
处理面数：双面
（3）薄膜淀积前清洗
在薄膜淀积前，在标准清洗后加入稀氢氟酸溶液短时间浸泡，
去除裸硅片自然氧化层。
溶液
温度
设备
标准清洗
HF：H2O（1：50） 25ºC
硅片表面生长均匀的二氧化硅薄膜，氧化速率慢，薄膜致密，固定电
荷密度少。
条件
温度
厚度
设备
干燥氧气 950－1150ºC 0.1－0.5um
氧化炉
处理面数：双面
片数/批 : 最多 48 片
检 验：氧化层厚度偏差＋/-5％
（2）高温湿氧氧化
氧化炉
9
服务指南
高温湿氧氧化工艺利用氢氧合成水汽氧化硅片，氧化速率比干氧
3.1.4 光刻
简 介：光刻工艺是微机械技术里用得最频繁，最关键得技术之一，
光刻工艺将掩膜图形转移到衬底表面的光刻胶图形上，根据曝光方式
可分为接触式、接近式和投影式，根据光刻面数的不同有单面对准光
刻和双面对准光刻，根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。
一般的光刻流程包括前处理、匀胶、前烘、对准曝光、显影、后烘，
检 验：胶厚度偏差＋/-5％，根据测量图形测试最小线宽
涂胶机
自动涂胶机
烘胶热板
微波去胶机
12
服务指南
KarlSuss MA6 光刻机 （2）双面接触式对准光刻
双面接触式对准光刻同样适用于上述的四种光刻胶，套准精度比 单面套准的低。 （3）喷胶工具
喷胶设备 介绍： 可以对硅片表面的三维结构进行喷胶工艺，并全面覆盖三维结构 表面，能很好地保护结构表面和侧壁，同时胶厚可达十微米左右。
介绍：
利用 XeF2 干法对硅进行各向同性腐蚀，可以用来释放器件结构。 加工尺寸 腐蚀气体 掩膜方式 腐蚀速率 腐蚀效果
≤4 寸硅片
XeF2
除硅以外任
大概
各向同性
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Ionbeam 设备
服务指南
何材料
10um/30 分 钟
介绍：
可以对多种薄膜进行干法刻蚀，如 Al、Au、Cu、Cr、SiN、SiO2 等。
• 硅/硅键合 对准精度：±5μm 键合面积：>95％ 单片键合时间 15min 红外光下无可见光环。
键合机 SB6 3.1.8 减薄与抛光 简 介:减薄、抛光工艺，主要用于硅片的减薄和表面抛光，以及 光波导器件的端面抛光。硅片的减薄先用颗粒大小为 15μm 的氧化铝 悬浮液在铸铁磨盘上进行粗磨，而后用颗粒大小为 3μm 的氧化铝悬
加工尺寸 掩膜材料 腐蚀速率 腐蚀效果 工作气体
最高
≤4 寸硅片
正胶
各向异性
Ar
300Å/min
等离子灰化系统
介绍： 等离子灰化系统是干法去除硅片上光刻胶的重要设备。它采用氧
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服务指南
气离子和胶发生灰化反应，氮气离子来轰击光刻胶。使硅片表面光洁
如新。可以用等离子灰化系统清洁即将要刻蚀或者腐蚀的表面，使得
刻蚀和腐蚀的效果更佳。
3.1.6 薄膜淀积
3180 溅射仪
简 介：薄膜淀积系统是微机械工艺的主要加工手段之一，提供溅
射和电子束蒸发各种薄膜体系，有金属膜和介质膜，
处理材料：直径为 100mm 的硅片、玻璃片以及 SOI，厚度 范围 400
－1500um。
目前能提供的金属膜的淀积服务，包括：
薄膜材料 厚度 不均匀性 能否带胶
兆声清洗设备
8
服务指南
3.1.2 氧化
简 介：氧化工艺在硅片表面热生长一层均匀的介质薄膜，用作绝
缘、或者掩模材料。氧化工艺包括高温干氧氧化、高温湿氧氧化。
处理材料：符合进炉净化标准以及承受处理的温度，衬底材料直径
100mm，厚度范围 400-1500um。
（1）高温干氧氧化
高温热干氧氧化工艺针对硅片，在高温下通干噪的高纯氧气，在
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服务指南
(a)
(b)
(c) 图 3.2.1-1 划片槽标识设计
3.2.2 贴片 贴片就是用胶或者焊料将芯片粘到管壳或基板上。贴片工艺的设
计要求包括芯片粘合强度、芯片对准精度、散热能力等。从粘结剂的 不同可将贴片分为有机绝缘胶贴片、有机导电胶贴片、焊料共晶贴片 等。从设备自动化程度可将贴片分为手动贴片、半自动贴片和全自动 贴片等。本平台可进行手动和半自动的有机胶贴片和共晶贴片。
晶圆(Wafer) 制程工艺学习
晶圆（Wafer）制程工藝學習晶圆（Wafer）的生产由砂即（二氧化硅）开始，经由电弧炉的提炼还原成冶炼级的硅，再经由盐酸氯化，产生三氯化硅，经蒸馏纯化后，透过慢速分解过程，制成棒状或粒状的「多晶硅」。
一般晶圆制造厂，将多晶硅融解后，再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。
一支85公分长，重76.6公斤的8吋硅晶棒，约需2天半时间长成。
经研磨、拋光、切片后，即成半导体之原料晶圆片。
光学显影光学显影是在光阻上经过曝光和显影的程序，把光罩上的图形转换到光阻下面的薄膜层或硅晶上。
光学显影主要包含了光阻涂布、烘烤、光罩对准、曝光和显影等程序。
小尺寸之显像分辨率，更在 IC 制程的进步上，扮演着最关键的角色。
由于光学上的需要，此段制程之照明采用偏黄色的可见光。
因此俗称此区为黄光区。
干式蚀刻技术在半导体的制程中，蚀刻被用来将某种材质自晶圆表面上移除。
干式蚀刻（又称为电浆蚀刻）是目前最常用的蚀刻方式，其以气体作为主要的蚀刻媒介，并藉由电浆能量来驱动反应。
电浆对蚀刻制程有物理性与化学性两方面的影响。
首先，电浆会将蚀刻气体分子分解，产生能够快速蚀去材料的高活性分子。
此外，电浆也会把这些化学成份离子化，使其带有电荷。
晶圆系置于带负电的阴极之上，因此当带正电荷的离子被阴极吸引并加速向阴极方向前进时，会以垂直角度撞击到晶圆表面。
芯片制造商即是运用此特性来获得绝佳的垂直蚀刻，而后者也是干式蚀刻的重要角色。
基本上，随着所欲去除的材质与所使用的蚀刻化学物质之不同，蚀刻由下列两种模式单独或混会进行：1. 电浆内部所产生的活性反应离子与自由基在撞击晶圆表面后，将与某特定成份之表面材质起化学反应而使之气化。
如此即可将表面材质移出晶圆表面，并透过抽气动作将其排出。
2. 电浆离子可因加速而具有足够的动能来扯断薄膜的化学键，进而将晶圆表面材质分子一个个的打击或溅击（sputtering）出来。
化学气相沉积技术化学气相沉积是制造微电子组件时，被用来沉积出某种薄膜(film)的技术，所沉积出的薄膜可能是介电材料(绝缘体)(dielectrics)、导体、或半导体。
晶圆制造工艺流程英文版9个步骤
晶圆制造工艺流程英文版9个步骤The process of semiconductor wafer manufacturing involves several key steps to produce high-quality integrated circuits. The following is a detailed explanation of the nine-stepwafer manufacturing process.Step 1: Wafer SelectionThe first step in the manufacturing process is the selection of high-grade silicon wafers. These wafers are carefully inspected for any defects or impurities that could affect the performance of the integrated circuits.Step 2: CleaningOnce the wafers have been selected, they undergo arigorous cleaning process to remove any residual contaminants. This step is crucial to ensure that the wafers are free from any particles that could interfere with the subsequent manufacturing steps.Step 3: Photoresist CoatingAfter the cleaning process, a photoresist material is coated onto the wafers. This material is sensitive to light and is used to transfer the circuit patterns onto the wafers.Step 4: ExposureThe coated wafers are then exposed to ultraviolet light through a mask that contains the desired circuit patterns. This process transfers the patterns onto the photoresist material, creating a template for the circuitry.Step 5: DevelopmentThe exposed wafers are submerged in a developer solution, which removes the unexposed photoresist material. This step reveals the circuit patterns on the wafers, which will serve as a guide for the subsequent etching process.Step 6: EtchingThe wafers undergo a chemical etching process to remove the exposed silicon material, creating the actual circuit patterns on the surface of the wafers.Step 7: DopingDoping is the process of introducing impurities into the silicon to alter its electrical properties. This step is crucial for creating the necessary components, such as transistors, on the integrated circuits.Step 8: MetallizationOnce the circuit patterns have been defined, a thin layer of metal is deposited onto the surface of the wafers. This metal layer serves as the interconnects for the integrated circuits, allowing for electrical signals to pass between components.Step 9: Testing and PackagingThe final step in the manufacturing process involves testing the completed wafers for quality and functionality. Once the wafers have been tested, they are cut intoindividual chips and packaged for distribution to electronics manufacturers.In conclusion, the semiconductor wafer manufacturing process is a complex series of steps that are carefully orchestrated to produce high-quality integrated circuits. Each step plays a crucial role in defining the circuit patterns and ensuring the functionality of the final product.。
wafer制作流程
wafer制作流程
Wafer制作流程
Wafer，即芯片晶圆，是半导体制造的基础材料之一。
这里我们将介绍芯片晶圆的制作过程。
1.单晶硅棒的生长
单晶硅棒是晶圆的主要原料。
它通过Czochralski方法生长，这种方法是将硅材料放入熔融石英坩埚中，在高温下融化，然后通过拉晶机械将单晶硅棒从熔融硅中拉出。
2.晶圆切割
将单晶硅棒切割成薄片，即晶圆。
晶圆的大小通常为8英寸或12英寸。
切割的方式有两种：一是采用线锯，二是采用内部切割机。
3.表面处理
晶圆表面必须经过一系列的处理，以便在后续的制作过程中得到更好的效果。
表面处理包括去除杂质、清洗、去除氧化层等步骤。
4.光刻
光刻是制作芯片图案的关键步骤之一。
在光刻过程中，首先在晶圆表面涂上一层光刻胶，然后使用光刻机将芯片图案投射到光刻胶表
面，形成图案。
5.蚀刻
蚀刻是将光刻胶保护的区域去除，以便在后续的步骤中得到所需的图案。
蚀刻液通常是一种强酸，可以溶解掉不需要的部分。
6.沉积
沉积是在晶圆表面沉积一层化学物质。
如沉积一层金属用于制作导线，沉积一层二氧化硅用于制作绝缘层。
7.退火
退火是将晶圆加热到高温，以消除应力和提高晶体质量。
退火的温度和时间取决于晶圆的尺寸和用途。
8.包装测试
晶圆被切割成小芯片，并在芯片上进行测试和校准。
测试包括电气特性测试、可靠性测试、温度测试等。
以上就是Wafer制作的主要流程。
芯片制造需要高度的技术和设备，这也是为什么芯片制造业是高度发达的原因之一。
晶圆制造流程介绍
晶圆制造流程介绍Manufacturing a semiconductor wafer involves a complex process that requires precision, expertise, and state-of-the-art technology. 晶圆制造涉及一个复杂的过程，需要精准、专业的技术和先进的设备。
From the initial design of the integrated circuit to the final testing and packaging of the wafer, numerous steps are involved to ensure the production of high-quality semiconductor devices. 从集成电路的初始设计到晶圆的最终测试和封装，需要多个步骤来确保生产高质量的半导体器件。
The first step in the semiconductor wafer manufacturing process is the design of the integrated circuit. Semiconductor manufacturers work closely with semiconductor designers to create a blueprint for the circuit layout on the wafer. 半导体晶圆制造过程的第一步是集成电路的设计。
半导体制造商与半导体设计师密切合作，为晶圆上的电路布局设计蓝图。
Once the design is finalized, the next step is the fabrication of the wafer. This involves the deposition of various materials onto a silicon wafer, which serves as the substrate for the integrated circuit. 一旦设计完成，下一步是晶圆的制作。
wafer工艺流程-文档资料
N WELL
P WELL P SUB
P WELL
P SUB
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1.OXIDE WET ETCH (LL130; 90SEC) 2.GATE OXIDATION (850C; 155A) 3.GATE POLY DEP (620C; 1500A; O2 LEAK) 4.PHOSPHORUS DIFFUSION 5.PSG REMOVE (LL130 4MIN+H2O2 4MIN) 6.GATE WSI DEP (SPUTTER:1750A) 7.HTO DEP (400A)
8.CAP TOP WSI DEP(SPUTTER:2000A) 9.CAP TOP OXIDE DEP (APOX; 1200A 10. CAP PHOTO 11.CAP_ET 12.CAP PR ASH 13. PR STRIP (SPM+HAPM; SILICIDE)
MCAP
N WELL
P WELL P SUB
Metal4(9000Al/100Ti/300TiN), TTOPME(30000Al/100Ti/300TiN) ➢ MIP module(0.78fF/um2), HTO 400A ➢ RPOLY (500 ohm/square exsitu-Poly) module, 1K, 2K, 5K developed ➢ Passivation: CZ6H: 1200TEOS+10K SION +Polyimide
5. PP_PH 6. PP_IMP
P+ IMPLANT 1 B030K200E3T00W23R00 P+ IMPLANT 2 F050K500E5A00B00 7. PR STRIP (SPM; SILICIDE) 8. ANNEAL (850C; 50M)
tsmc 工艺流程
tsmc 工艺流程Title: TSMC Process FlowIntroduction:The Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) is a leading manufacturer of semiconductors, providing advanced process technology and comprehensive manufacturing services to customers worldwide.In this document, we will explore the intricate process flow employed by TSMC to produce high-quality semiconductor chips.1.Wafer fabrication:The first step in TSMC"s process flow is wafer fabrication.This involves taking a silicon ingot and slicing it into thin wafers.These wafers serve as the base material for creating the intricate patterns required for semiconductor devices.晶圆制造：TSMC的生产流程首先涉及晶圆的制造。
这个过程包括将硅锭切割成薄片，即晶圆。
这些晶圆是制造半导体设备所需复杂图案的基础材料。
2.Photolithography:Photolithography is a critical step in the semiconductor manufacturing process.In this step, a photomask, also known as a reticle, is used to expose a patterned layer of photoresist on the wafer.The exposed areas are then developed and etched to form the desiredpatterns.光刻技术：在半导体制造过程中，光刻技术是一个关键步骤。
wafer 制程工艺流程
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wafer工艺流程
N WELL
P WELL P SUB来自P WELLP SUB
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1.OXIDE WET ETCH (LL130; 90SEC) 2.GATE OXIDATION (850C; 155A) 3.GATE POLY DEP (620C; 1500A; O2 LEAK) 4.PHOSPHORUS DIFFUSION 5.PSG REMOVE (LL130 4MIN+H2O2 4MIN) 6.GATE WSI DEP (SPUTTER:1750A) 7.HTO DEP (400A)
4.AA NITRIDE DEP (760C; 1500A 4000 LOCOS)- Suppress OX lateral diffuse@ LOCOS grown
5.AA PHOTO 6.AA SIN ETCH
LOCOS
7.PR ASH (250C)
8.PR STRIP (SPM+CAPM; NORMAL)
Metal4(9000Al/100Ti/300TiN), TTOPME(30000Al/100Ti/300TiN) ➢ MIP module(0.78fF/um2), HTO 400A ➢ RPOLY (500 ohm/square exsitu-Poly) module, 1K, 2K, 5K developed ➢ Passivation: CZ6H: 1200TEOS+10K SION +Polyimide
P WELL
P SUB
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14.P1 PHOTO 15. POLY ETCH 16.NLDD IMPLANT
NMOS
N WELL
P WELL P SUB
P WELL
waferfabprocess11
氧化生长模式
二氧化硅膜的增厚是通过如下几个步骤完成： ① 氧化剂从气相内部输运到气体－氧化层界面 ② 扩散穿过已经生成的氧化层，抵达二氧化硅和硅界面 ③ 在界面处与硅发生氧化反应 ④ 发应的副产物扩散出氧化层，并向主气流转移
氧化生长模式
1、LOCOS工艺：0.25 μm工艺以上的器件隔离方法。
方法：用淀积氮化物（Si3N4)作为氧化阻挡层，热氧化后，氮化物和氮 化物掩膜下的氧化物都将被去除，露出赤裸的硅表面，为形成器件做准 备。
❖表面钝化 什么是表面钝化：热生长的SiO2可以通过束缚硅的悬挂键，降低它的 表面态密度，这种效果成为表面钝化。它能防止电性能退化并减少由 潮湿、离子或其它外部沾污引起的漏电流的通路。
氧化层作为钝化层的要求：均匀的厚度、无针孔和空隙等质量要求。
如用来抑制金属层的电荷堆积的厚氧化层（场氧化物层）其典型厚度 在2500～1500 Å之间。
半导体制造技术
Contents
1
氧化
2
Layer 薄膜淀积， 金属化
3
Patten 光刻，刻蚀
4
离子注入
前言： Si 衬底制备
生产硅衬底可分为三个基本步骤： • 生产多晶硅：通过还原，提纯的方法获得半导体级多晶硅。 •晶体生长：硅单晶体的生长过程； •制造晶片：将单晶硅棒经过一些列的工艺过程后制程硅单晶片
热氧化生长
热氧化生长的各种运用对厚度有不同的要求：
半导体应用 栅氧（0.18 μm） 电容器的电介质 掺杂掩蔽的氧化物
STI隔离氧化物 LOCOS垫氧 场氧
典型氧化物厚度（ Å）
20～60 5～100 400～1200（依赖于掺杂剂、 注入能量、时间温度） 150 200～500 2500～1500
晶圆工艺制备工艺流程
晶圆工艺制备工艺流程Semiconductor fabrication process, also known as wafer fabrication process, is a crucial step in the production of integrated circuits. 晶圆制备工艺，也被称为晶圆制备工艺，是生产集成电路的关键步骤。
It involves a series of intricate steps to create the desired patterns on a silicon wafer. 它涉及一系列精细步骤，以在硅晶片上创建所需的图案。
From cleaning and doping the wafer to photolithography and etching, each stage plays a vital role in determining the performance of the final product. 从清洁和掺杂晶圆到光刻和蚀刻，每个阶段在决定最终产品性能方面都发挥着关键作用。
The first step in the wafer fabrication process is cleaning the silicon wafer to remove any contaminants. 晶圆制备工艺的第一步是清洁硅晶片，以去除任何杂质。
This is crucial to ensure that the subsequent layers adhere properly to the surface of the wafer. 这对确保后续层正确粘附在晶圆表面至关重要。
Any impurities left on the wafer could lead to defects in the final product, impacting its performance and reliability. 晶圆上留下的任何杂质都可能导致最终产品中的缺陷，影响其性能和可靠性。