シリコンウェーハの製造工程

シリコンウェーハの製造には通常、次の手順があります。
1）結晶成長：結晶成長には、チョクラルスキー法（CZ）とゾーン溶融法（FZ）の2種類があります。溶融多結晶材料は石英るつぼと直接接触するため、石英るつぼ内の不純物が溶融多結晶を汚染します。チョクラルスキー法は単結晶をまっすぐにします。結晶の炭素と酸素の含有量は比較的高く、不純物欠陥が多いですが、コストが低く、大口径（300mm）シリコンウェーハの描画に適しています。現在、主な半導体シリコンウェーハ材料です。ゾーン溶融法で描画された単結晶は、多結晶原料が石英るつぼと接触しないため、内部欠陥が少なく、炭素と酸素の含有量が低くなります。ただし、高価でコスト効率が高いため、高出力デバイスや一部のハイエンド製品に適しています。
2) スライス：引き抜かれた単結晶シリコン棒は、ヘッドとテールの材料から切り離され、必要な直径に圧延および研磨される必要があります。平らなエッジまたはV溝を切断した後、薄いシリコンウェーハに切断されます。現在、ダイヤモンドワイヤー切断技術が一般的に使用されており、これは効率が高く、シリコンウェーハの反りや曲率が優れています。少数の特殊形状のピースは、内円を使用して切断されます。
3) 研削：スライス後、シリコンウェーハ表面の品質を確保するために、切断面の損傷層を研削によって除去する必要があります。約 50um が除去されます。
4) 腐食: 腐食は、次の研磨工程に備えるために、切断や研削によって生じた損傷層をさらに除去することです。腐食には通常、アルカリ腐食と酸腐食が含まれます。現在、環境保護要因により、ほとんどがアルカリ腐食を使用しています。腐食除去量は 30-40um に達し、表面粗さもミクロンレベルに達することがあります。
5）研磨：研磨はシリコンウェーハ製造における重要な工程です。研磨ではCMP（化学機械研磨）技術を使用してシリコンウェーハの表面品質をさらに向上させ、チップ​​製造の要件を満たします。研磨後の表面粗さは通常Raです。<5A.
6) 洗浄とパッケージング: 集積回路の線幅がますます小さくなるにつれて、粒度指標の改善に対する要求もますます高くなっています。洗浄とパッケージングもシリコンウェーハ製造における重要なプロセスです。メガソニック洗浄は、シリコンに付着した粒子を洗浄できます。シリコンウェーハ表面の 0.3um を超える粒子のほとんどは、真空密封され、無洗浄ジャムボックスに梱包されるか、不活性ガスでパックされるため、シリコンウェーハ表面の清浄度は集積回路の要件を満たします。