Defect Free Surface by Surface Defect Annealing Map 利用退火消除缺陷
Graphite Heater
石墨加热器Polishing抛光8二、前部工序
Mask 掩膜版
CHIP
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晶圆处理制程
晶圆处理制程之主要工作为在硅晶圆上制作电 路与电子元件（如电晶体管、电容器、逻辑门等）， 为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的 过程 ，以微处理器（Microprocessor）为例，其所 需处理步骤可达数百道，而其所需加工机台先进且 昂贵，动辄数千万一台，其所需制造环境为为一温 度、湿度与 含尘（Particle）均需控制的无尘室/超净 间（Clean-Room），虽然详细的处理程序是随著产 品种类与所使用的技术有关；不过其基本处理步骤 通常是晶圆先经过适当的清洗（Cleaning）之後，接 著进行氧化（Oxidation）及沉积，最後进行显影、 蚀刻及离子注入等反覆步骤，以完成晶圆上电路的 加工与制作。
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前部工序的主要工艺
晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称 Wafer Fab） 1. 图形转换：将设计在掩膜版(类似于照相底片)上的图 形转移到半导体单晶片上 2. 掺杂：根据设计的需要，将各种杂质掺杂在需要的 位置上，形成晶体管、接触等 3. 制膜：制作各种材料的薄膜
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集成电路工艺
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1.1 硅衬底材料的制备
任何集成电路的制造都离不开衬底材 料—单晶硅。制备单晶硅有两种方法：悬 浮区熔法和直拉法。
悬浮区熔法是在20世纪50年代提出看 并很快被应用到晶体制备技术中。用这种 方法制备的单晶硅的电阻率非常高，特别 适合制作电力电子器件。目前悬浮区熔法 制备的单晶硅仅占有很小的市场份额。
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生长硅单晶炉示意图
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把块状多晶硅放入坩埚内加热到 1440℃再次熔化。为了防 止硅在高温下被氧化，坩埚内被抽成真空并注入惰性气体氩气。 之后用纯度 99.7% 的钨丝悬挂“硅籽晶”探入熔融硅中，以 2~20转/分钟的转速及 3~10毫米/分钟的速率从熔液中将单晶硅 棒缓慢拉出。这样就会得到一根纯度极高的单硅晶棒，理论上 最大直径可达45厘米，最大长度为3米。
图形转换：
光刻：接触光刻、接近光刻、投影光刻、电子 束光刻
刻蚀：干法刻蚀、湿法刻蚀
掺杂：
离子注入 退火 扩散
制膜：
氧化：干氧氧化、湿氧氧化等 CVD：APCVD、LPCVD、PECVD PVD：蒸发、溅射
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三、后部封装 （在另外厂房）
（1）背面减薄
（2）划片、掰片
（3）粘片
（4）压焊：金丝球焊
（5）切筋
第1章 硅集成电路工艺
1.1 硅衬底材料的制备 1.2 硅集成电路制造工艺
1.2.1 集成电路加工过程简介 1.2.2 图形转换（光刻与刻蚀工艺） 1.2.3 掺杂工艺（扩散与离子注入）
1.3 集成电路生产线 1.4 集成电路封装 1.5 集成电路工艺小结
1.6 集成电路的基本制造工艺 流程 （见教材第1章）
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制版的目的就是产生一套分层的版图掩模， 为将来进行图形转移，即将设计的版图转移到 硅片上去做准备。
制版是通过图形发生器完成图形的缩小和 重复。在设计完成集成电路的版图以后，设计 者得到的是一组标准的制版数据，将这组数据 传送给图形发生器(一种制版设备)，图形发生 器（PG-pattern generator）根据数据，将设 计的版图结果分层的转移到掩模版上(掩模版 为涂有感光材料的优质玻璃板)，这个过程叫 初缩。
（6）整形
（7）封装
（8）沾锡：保证管脚的电学接触
（9）老化
（10）成测
（11）打字、包装
划片
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金丝 劈
加热
压焊
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版图与制版
设计与工艺制造之间的接口是版图。什么是 版图？它是一组相互套合的图形，各层版图相应 于不同的工艺步骤，每一层版图用不同的图案来 表示。版图与所采用的制备工艺紧密相关。
在计算机及其VLSI设计系统上设计完成的集 成电路版图还只是一些图像或(和)数据，在将设 计结果送到工艺线上实验时，还必须经过一个重 要的中间环节：制版。所以，在介绍基本的集成 电路加工工艺之前，先简要地介绍集成电路加工 的掩模(Masks)及其制造。 通常我们看到的器件 版图是一组复合图，这个复合图实际上是由若干 个分层图形叠合而成，这个过程和印刷技术中的 套印技术非常相像。
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随着超大规模集成电路的不 断发展，不但要求单晶硅的尺寸 不断增加，而且要求所有的杂质 浓度能得到精密控制，而悬浮区 熔法无法满足这些要求，因此， 直拉法制备的单晶硅越来越多地 被人们所采用。目前市场上的单 晶硅绝大部分是采用直拉法制备 得到的。
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矽/硅晶圓材料（Wafer）
圓晶是制作矽半导体IC所用之矽晶片，狀 似圓形，故稱晶圓。材料是「矽」， IC （Integrated Circuit）工厂用的矽晶片即為矽 晶体，因為整片的矽晶片是單一完整的晶体， 故又稱為單晶体。但在整体固态晶体內，眾多 小晶体的方向不相，則為复晶體（或多晶体）。 生成單晶体或多晶体与晶体生長時的溫度，速 率与雜質都有關系。
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1.2.2 图形转换（光刻与刻蚀工艺）
光刻是加工集成电路微图形结构的关键工艺技
术，通常，光刻次数越多，就意味着工艺越复杂。 另—方面，光刻所能加工的线条越细，意味着工艺 线水平越高。光刻工艺是完成在整个硅片上进行开 窗的工作。
晶体生长
Crystal Growth
硅晶体
Si Crystal
晶圆制作
Wafering
Slicing 切片
高温退火
退火后的晶圆
High Temp. Annealing
Annealed Wafer
(Surface Improvement）
（改善表面）
Furnace
退火炉
Si Melt
熔硅
抛光片
Polished Wafer
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1.2 集成电路制造工艺 1.2.1 集成电路加工过程简介
一、硅片制备（切、磨、抛）
*圆片（Wafer）尺寸与衬底厚度： 3— 0.4mm 5— 0.625mm 4— 0.525mm 6— 0.75mm
硅片的大部分用于机械支撑。
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晶圆退火工艺流程
Process Flow of Annealed Wafer