반도체 공정 장비: 웨이퍼 제조

웨이퍼 준비 과정: 모래를 선을 새길 수 있는 실리콘 웨이퍼로 만드는 데는 복잡하고 긴 과정이 필요합니다. 이 뉴스는 실리콘 정제, 결정 끌어당기기, 절단, 연마, 사용 가능한 실리콘 웨이퍼 생산에 이르는 프로세스와 주요 프로세스의 일부 세부 사항에 중점을 둡니다. 주요 내용은 프로세스 소개, 프로세스 목표, 장비 구축 등이다.

먼저 기본적인 웨이퍼 정보와 공정 경로를 살펴보세요.

주요 웨이퍼 사이즈는 4인치와 6인치 실리콘 웨이퍼이며, 현재 8인치와 12인치 실리콘 웨이퍼의 적용이 확대되고 있다. 이 직경은 100mm, 150mm, 200mm, 300mm입니다. 실리콘 웨이퍼의 직경이 커지면 단일 칩의 제조 비용이 절감됩니다.

웨이퍼 준비 장비는 순수 폴리실리콘 재료를 특정 직경과 길이의 실리콘 단결정 막대 재료로 만든 다음 일련의 기계적 처리, 화학적 처리 및 기타 공정을 통해 실리콘 단결정 막대 재료를 실리콘 웨이퍼 또는 에피택셜 실리콘으로 만드는 것을 말합니다. 칩 제조 장비에 필요한 실리콘 기판을 제공하기 위해 특정 기하학적 정확도 요구 사항 및 표면 품질 요구 사항을 충족하는 웨이퍼입니다.

직경이 200mm 미만인 실리콘 웨이퍼를 준비하는 일반적인 공정은 다음과 같습니다.

단결정 성장 → 절단 → 외경 압연 → 슬라이싱 → 모따기 → 연삭 → 에칭 → 불순물 흡수 → 연마 → 세정 → 에피택시 → 포장;

1,실리콘 소재의 특성

실리콘은 4개의 원자가 전자를 갖고 주기율표의 IVA족에 있는 다른 원소들과 함께 위치하기 때문에 반도체 재료입니다. 실리콘의 원자가 전자 수는 양호한 도체(1개의 원자가 전자)와 절연체(8개의 원자가 전자)의 중간에 위치합니다.

2,실리콘 정제

순수한 실리콘은 자연에서 발견할 수 없으며, 제조에 필요한 순수한 실리콘이 되기 위해서는 정제 및 정제 과정을 거쳐야 합니다. 이는 일반적으로 실리카(산화규소 또는 SiO2) 및 기타 규산염에서 발견됩니다. 실리콘은 칩을 만드는 데 사용되기 전에 정제되어야 합니다.

삼,씨크리스탈 당기기

다결정실리콘에서 단결정실리콘을 만드는 공정은 크게 CZ와 FZ로 나누어진다. 현재 대부분의 반도체 웨이퍼는 초크랄라아제 방식으로 생산됩니다. 금속 단결정의 초크랄스키(Czochralski) 방법은 1916년 체코로프스키(Cekolowski)에 의해 발명되었습니다. 단결정 실리콘 클록 풀 방법에는 용융, 용접, 넥 드로잉, 숄더 배치, 숄더 터닝, 등경 성장 및 마무리 단계가 포함됩니다.

4,실리콘 웨이퍼 어닐링

어닐링로의 효과 : 수소 또는 아르곤 환경에서 로 내의 온도가 1000~1200℃까지 상승하고, 연마된 실리콘 웨이퍼 표면 근처의 산소가 열을 통해 표면에서 휘발되는 공정 장비를 말한다. 보존 및 냉각을 통해 산소 석출이 층화되고 실리콘 웨이퍼 표면의 미세 결함이 용해되며 실리콘 웨이퍼 표면 근처의 불순물 양이 감소하고 결함이 감소하며 상대적으로 깨끗한 영역이 됩니다. 실리콘 웨이퍼 표면에 형성됩니다.

어닐링로의 노 튜브의 온도가 높기 때문에 고온로라고도합니다. 실리콘 웨이퍼 어닐링 공정은 업계에서 불순물 흡수라고도 불립니다.

실리콘 웨이퍼 어닐링로는 다음과 같이 구분됩니다.

· - 수평 어닐링로;

· - 수직 어닐링로;

· - 급속소둔로.

5,실리콘 잉곳 슬라이스

잉곳의 헤더와 트레일러를 잘라내고 치수를 테스트합니다(후속 처리를 위한 공정 매개변수 결정). 현재 더 일반적으로 사용되는 방법은 다중 와이어 절단으로 효율성이 높고 절단 품질이 좋습니다.

멀티와이어 커팅은 금속와이어의 고속 왕복운동을 통해 연마재를 반도체 가공영역으로 반입하여 연삭하고, 반도체 등 단단하고 부서지기 쉬운 소재를 수백 장으로 절단하는 새로운 커팅 방식이다. 동시. CNC 다중 와이어 절단기는 전통적인 내부 원형 절단을 점차적으로 대체하여 실리콘 웨이퍼 절단 가공의 주요 방법이 되었습니다.

6,둥근 모서리 및 연삭 표면

잉곳을 웨이퍼로 절단하면 모서리, 버, 칩핑, 작은 균열 또는 기타 결함이 있는 날카로운 모서리가 형성됩니다. 엣지 균열이 웨이퍼 강도에 미치는 영향, 웨이퍼 표면 손상 및 오염 입자를 후공정으로 가져오지 않도록 웨이퍼의 엣지 형상과 외경을 조정해야 합니다. 연삭 공정은 절단 중 웨이퍼 표면의 톱니 자국과 파손을 제거하여 웨이퍼 표면이 요구되는 마무리를 충족시킵니다.

7,에칭

공정 압력으로 인해 웨이퍼 표면의 손상된 층을 에칭하기 위해 화학 용액이 사용됩니다.

8,세련

초미세 슬러리(입자 직경 10~100nm, Al2O3, SiO2 또는 CeO2로 구성)를 사용하여 압력, 침식, 기계적 및 화학적 방법을 결합하여 두 개의 회전하는 가스켓 사이에서 웨이퍼 표면을 연마하여 우수한 표면 평탄도를 얻는 웨이퍼 연마 .

연마 공정(이하, 연마 방법이라 함)은 연마액과 실리콘 웨이퍼 표면 사이의 작용에 따라 원칙적으로 다음의 3가지 카테고리로 나눌 수 있습니다.

1.기계적 연마

현재 기계적 연마 방법은 일반적으로 업계에서 더 이상 사용되지 않습니다.

2.화학적 연마

산업 생산에서 화학적 연마는 일반적으로 연마 공정 단독으로 사용되기보다는 연마 전 전처리로만 사용됩니다.

삼.화학적 기계적 연마 방법(CMP)

화학적 기계적 연마 방법은 실리콘 웨이퍼 표면의 연마액의 기계적 연삭과 화학적 부식의 이중 효과를 이용하며 기계적 연마와 화학적 연마의 장점을 모두 갖습니다. CMP는 대구경 웨이퍼를 제조하기 위해 업계에서 개발한 기술 중 하나로, 현대 반도체 제조업계에서 가장 일반적으로 사용되는 연마 방법이다.

9,청소

공정에서 오염 물질을 제거하기 위해 초순수 화학 물질로 웨이퍼를 철저히 세척합니다.

10,점검

광학 검사를 통해 웨이퍼 크기, 모양, 표면 마감, 평탄도 및 기타 기술 지표가 사양을 충족하는지 확인합니다.

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