集成电路制造工艺流程

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1、集成电路制造工艺流程5/5集成电路制造工艺流程1.晶圆制造(晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输)晶体生长(CrystalGrowth)晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱

2、状的单晶硅晶棒，即硅棒。此过程称为“长晶”。硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。切片(Slicing)/边缘研磨(EdgeGrinding)/抛光(SurfacePolishing)切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。包裹(Wrapping)/运输(Shipping)晶圆制造完成

3、以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。2.沉积外延沉积EpitaxialDeposition在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。集成电路制造工艺流程5/5由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在3

4、00mm晶圆上更多采用。9.晶圆检查WaferInspection(Particles)在晶圆制造过程中很多步骤需要进行晶圆的污染微粒检查。如裸晶圆检查、设备监控（利用工艺设备控制沉积到晶圆上的微粒尺寸），以及在CMP、CVD及离子注入之后的检查，通常这样的检查是在晶圆应用之前，或在一个涂光刻胶的层曝光之前，称之为无图形检查。2.沉积化学气相沉积ChemicalVaporDeposition化学气相沉积(CVD)是在晶圆表面通过分解气体分子沉积混合物的技术。CVD会产生很多非等离子热中间物，一个共性的方面是这些中间物或先

5、驱物都是气体。有很多种CVD技术，如热CVD、等离子CVD、非等离子CVD、大气CVD、LPCVD、HDPCVD、LDPCVD、PECVD等，应用于半导体制造的不同方面。3.光刻(Photolithography)光刻是在晶圆上印制芯片电路图形的工艺，是集成电路制造的最关键步骤，在整个芯片的制造过程中约占据了整体制造成本的35%。光刻也是决定了集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。光刻工艺将掩膜图形转移到晶片表面的光刻胶上，首先光刻胶处理设备把光

6、刻胶旋涂到晶圆表面，再经过分步重复曝光和显影处理之后，在晶圆上形成需要的图形。通常以一个制程所需要经过掩膜数量来表示这个制程的难易。根据曝光方式不同，光刻可分为接触式、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，可以根据实际情况调整流程中的操作。4.刻蚀(Etching)在集成电路制造过程中，经过掩模套准、曝光和显影，在抗蚀剂膜上复印出所需的图形，或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形，集成电路制

7、造工艺流程5/5然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜（如氧化硅、氮化硅、多晶硅）或金属薄膜上去，制造出所需的薄层图案。刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。等离子刻蚀(plasmaetch)是在特定的条件下将反应气体电离形成等离子体，等离子体选择性地从晶圆上除去物质，剩下的物质在晶圆上形成芯片图形。5.离子注入IonImplantation晶圆衬底是纯硅材料，不导电或导电性极弱。为了在芯片内具有导电性，必须在

8、晶圆里掺入微量的不纯物质，通常是砷、硼、磷。掺杂可以在扩散炉中进行，也可以采用离子注入实现。一些先进的应用都是采用离子注入掺杂的。离子注入有中电流离子注入、大电流/低能量离子注入、高能量离子注入三种，适于不同的应用需求。6.热处理ThermalProcessing利用热能将物体内产生内应力的一些缺陷加以消除。所施加的