清洗是半導體制程的重要環節,也是影響半導體器件良率的較重要的因素之一。清洗是晶圓加工制造過程中的重要一環,為了較大限度降低雜質對芯片良率的影響,在實際生產過程中不只需要確保高效的單次清洗,還需要在幾乎所有的制程前后都進行頻繁的清洗,在單晶硅片制造、光刻、刻蝕、沉積等關鍵制程工藝中均為必要環節。1.硅片制造過程中,經過拋光處理后的硅片,需要通過清洗過程來確保其表面的平整度和性能,進而提升在后續工藝中的良率。2.晶圓制造過程中,晶圓經過光刻、刻蝕、離子注入、去膠、成膜以及機械拋光等關鍵工序前后都需要進行清洗,以去除晶圓沾染的化學雜質,減少缺陷率,提高良率。3.芯片封裝過程中,芯片需要根據封裝工藝進行TSV(硅穿孔)清洗、UBM/RDL(凸點底層金屬/薄膜再分布技術)清洗以及健合清洗等。光刻的優點是它可以精確地控制形成圖形的形狀、大小,此外它可以同時在整個芯片表面產生外形輪廓。超表面半導體器件加工工廠
單晶硅是從大自然豐富的硅原料中提純制造出多晶硅,再通過區熔或直拉法生產出區熔單晶或直拉單晶硅,進一步形成硅片、拋光片、外延片等。直拉法生長出的單晶硅,用在生產低功率的集成電路元件。而區熔法生長出的單晶硅則主要用在高功率的電子元件。直拉法加工工藝:加料→熔化→縮頸生長→放肩生長→等徑生長→尾部生長,長完的晶棒被升至上爐室冷卻一段時間后取出,即完成一次生長周期。懸浮區熔法加工工藝:先從上、下兩軸用夾具精確地垂直固定棒狀多晶錠。用電子轟擊、高頻感應或光學聚焦法將一段區域熔化,使液體靠表面張力支持而不墜落。移動樣品或加熱器使熔區移動。這種方法不用坩堝,能避免坩堝污染,因而可以制備很純的單晶,也可采用此法進行區熔。超表面半導體器件加工工廠在熱處理的過程中,晶圓上沒有增加或減去任何物質,另外會有一些污染物和水汽從晶圓上蒸發。
干法刻蝕又分為三種:物理性刻蝕、化學性刻蝕、物理化學性刻蝕。其中物理性刻蝕又稱為濺射刻蝕。很明顯,該濺射刻蝕靠能量的轟擊打出原子的過程和濺射非常相像。(想象一下,如果有一面很舊的土墻,用足球用力踢過去,可能就會有墻面的碎片從中剝離)這種極端的刻蝕方法方向性很強,可以做到各向異性刻蝕,但不能進行選擇性刻蝕。化學性刻蝕利用等離子體中的化學活性原子團與被刻蝕材料發生化學反應,從而實現刻蝕目的。由于刻蝕的中心還是化學反應(只是不涉及溶液的氣體狀態),因此刻蝕的效果和濕法刻蝕有些相近,具有較好的選擇性,但各向異性較差。
MEMS側重于超精密機械加工,涉及微電子、材料、力學、化學、機械學諸多學科領域。它的學科面涵蓋微尺度下的力、電、光、磁、聲、表面等物理、化學、機械學的各分支。常見的產品包括MEMS加速度計、MEMS麥克風、微馬達、微泵、微振子、MEMS光學傳感器、MEMS壓力傳感器、MEMS陀螺儀、MEMS濕度傳感器、MEMS氣體傳感器等等以及它們的集成產品。MEMS是一個單獨的智能系統,可大批量生產,其系統尺寸在幾毫米乃至更小,其內部結構一般在微米甚至納米量級。例如,常見的MEMS產品尺寸一般都在3mm×3mm×1.5mm,甚至更小。硅晶棒在經過研磨,拋光,切片后,形成硅晶圓片,也就是晶圓。
光刻過程:首先,通過金屬化過程,在硅襯底上布置一層只數納米厚的金屬層。然后在這層金屬上覆上一層光刻膠。這層光阻劑在曝光(一般是紫外線)后可以被特定溶液(顯影液)溶解。使特定的光波穿過光掩膜照射在光刻膠上,可以對光刻膠進行選擇性照射(曝光)。然后使用前面提到的顯影液,溶解掉被照射的區域,這樣,光掩模上的圖形就呈現在光刻膠上。通常還將通過烘干措施,改善剩余部分光刻膠的一些性質。上述步驟完成后,就可以對襯底進行選擇性的刻蝕或離子注入過程,未被溶解的光刻膠將保護襯底在這些過程中不被改變。刻蝕或離子注入完成后,將進行光刻的較后一步,即將光刻膠去除,以方便進行半導體器件制造的其他步驟。通常,半導體器件制造整個過程中,會進行很多次光刻流程。生產復雜集成電路的工藝過程中可能需要進行多達50步光刻,而生產薄膜所需的光刻次數會少一些。單晶拋光硅片加工流程:切斷:目的是切除單晶硅棒的頭部、尾部及超出客戶規格的部分。超表面半導體器件加工工廠
MEMS制造是基于半導體制造技術上發展起來的。超表面半導體器件加工工廠
硅片在進入每道工序之前表面必須是潔凈的,需經過重復多次的清洗步驟,除去表面的污染物。芯片制造需要在無塵室中進行,在芯片的制造過程中,任何的沾污現象都將影響芯片上器件的正常功能。沾污雜質具體指半導體制造過程中引入的任何危害芯片成品率以及電學性能的物質。具體的沾污物包括顆粒、有機物、金屬和自然氧化層等,此類污染物包括從環境、其他制造工藝、刻蝕副產物、研磨液等。上述沾污雜質如果不及時清理均可能導致后續工藝的失敗,導致電學失效,較終會造成芯片報廢。超表面半導體器件加工工廠
廣東省科學院半導體研究所是以提供微納加工技術服務,真空鍍膜技術服務,紫外光刻技術服務,材料刻蝕技術服務內的多項綜合服務,為消費者多方位提供微納加工技術服務,真空鍍膜技術服務,紫外光刻技術服務,材料刻蝕技術服務,公司成立于2016-04-07,旗下芯辰實驗室,微納加工,已經具有一定的業內水平。廣東省半導體所致力于構建電子元器件自主創新的競爭力,多年來,已經為我國電子元器件行業生產、經濟等的發展做出了重要貢獻。