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1、cob半导体制程技术微机电制作技术，尤其是最人宗以硅半导体为基础的微细加工技术(s订icon-basedmicromachining),原本就肇源于半导体组件的制程技术，所以必须先介绍清楚这类制程，以免沦于夏虫语冰的窘态。一、洁净室一般的机械加丄是不需要洁净室(cleanroom)的，因为加丄分辨率在数十微米以上，远比日常坏境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界，空间单位都是以微米计算，因此微尘颗粒沾附在制作半导体纟fl件的晶圆上，便有可能影响到其上精密导线布局的样式，造成电性短路或断路的严重示果。为此，所有半导体制程设备，都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间
2、屮，这就是洁净室的来由。洁净室的洁净等级，有一公认的标准，以class10为例，意谓在单位立方英呎的洁净室空间内，平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以class后头数字越小，洁净度越佳，当然其造价也越昂贵(参见图2-1)o为营造洁净室的环境，有专业的建造厂家，及其相关的技术与使用管理办法如下：1、內部要保持大于一大气压的环境，以确保粉尘只出不进。所以需耍大型鼓风机，将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。2、为保持温度与湿度的恒定，大型空调设备须搭配于前述Z鼓风加压系统中。换言Z,鼓风机加压多久，冷气空调也开多久。3、所有气流方向均由上往下为主，尽罐减少突兀之室内
3、空间设计或机台摆放调配，使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。5、所有人事物进出，都必须经过空气吹浴(airshower)的程序，将表面粉尘先行去除。6、人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源，为此务必严格耍求进出使用人员穿戴无尘衣，除了眼睛部位外，均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内，工作人员几乎穿戴得像航天员一样。)当然，化妆是在禁绝Z内，铅笔等也禁止使用。7、除了空气外，水的使用也只能限用去离子水(DIwater,de-ionizedwater)<>一则防止水屮粉粒污染晶圆，二则防止水屮重金属离了，如钾、
4、钠离了污染金氧半(M0S)晶体管结构之带电载了信道(carrierchannel),影响半导体纟fl件的工作特性。去离了水以电阻率(resistivity)來定义好坏，一般要求至17.5MQ-cm以上才算合格;为此需动用多重离子交换树脂、R0逆渗透、与UV紫外线杀菌等重重关卡，才能放行使用。山于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂，其在半导体工业之使用量极为惊人！8、洁净室所有用得到的气源，包括吹干品圆及机台空压所需要的,都得使用氮气(98%),吹T品圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮！以上八点说明是最基本的要求，另还有污水处理、废气排放的环保问题，再再需要大笔大笔的建造与
5、维护费用！二、品圆制作硅晶圆(siliconwafer)是一切集成电路芯片的制作母材。既然说到晶体,显然是经过纯炼与结品的程序。目前品体化的制程，大多是采「柴可拉斯基」(Czycrasky)拉品法(CZ法)。拉晶时,将特定晶向(orientation)的晶种(seed),浸入过饱和的纯硅熔汤(Melt)中，并同时旋转拉出，硅原子便依照品种品向，乖乖地一层层成长上去，而得出所谓的晶棒(ingot)。晶棒的阻值如果太低，代表其中导电杂质(impuritydopant)太多,还需经过FZ法(floating-zone)的再结晶(re-crystallization),将杂质逐
6、出，提高纯度与阳•值。辅拉出的品棒，外缘像椰子树T•般，外径不甚一致，需予以机械加工修边，然后以X光绕射法，定出主切面(primaryflat)的所在，磨出该平面;再以内刃环锯,削下一片片的硅品圆。最后经过粗磨(lapping)、化学蚀平(chemicaletching)与拋光(polishing)等程序，得出貝表血粗糙度在0.3微米以下拋光面之品圆。(至于品圆厚度,与其外径有关。)刚才题及的品向，与硅品体的原子结构有关。硅品体结构是所谓「钻石结构」(diamond-structure),系由两组面心结构(FCC),相距(1/4,1/4,1/4)晶格常数(lattice
7、constant；即立方晶格边长)叠合而成。我们依米勒指针法(Millerindex),可定义出诸如：｛100｝、｛111｝、(110｝等品面。所以品圆也因之有｛100｝、｛111｝、｛110｝等之分野。有关常用硅品圆之切边方向等信息，请参考图2-2。现今半导体业所使用之硅品圆，大多以｛100｝硅品圆为主。其可依导电杂质之种类，再分为p型(周期表IH族)与n型(周期表V族)。山于硅品外貌完全相同，品圆制造厂因此在制作过程中，加工了供辨识的记号：亦即以是否有次要切面(secondaryflat)來分辨。该次切血与主切面垂直，p型品圆有之，而
