半导体厂基本概念介绍

CVD製程的主要機台供應商及機台種類 CVD製程的主要機台供應商及機台種類
OEM Model P5000 Centura/DXZ Centura/CXZ Centura/WXZ Ultima/HDP Producer 999 1000 1500 2000 Concept1 Concept2-Altus Concept2-Sequel
部門 廠務 設備 製程 品管及品保 資材或採購 物管 會計與財務 工作 供氣, 供電, 供水, 工化學品, 供氣 , 供電 , 供水 , 工化學品 , 工安 機台評估, Parts評估 PM( 評估, Maintenance) 機台評估 , Parts 評估 , PM ( Preventive Maintenance ) 改善Yield , 穩定製程 , 機台評估 , Trouble Shooting , 評估原物料 Shooting, 改善 Yield, 穩定製程, 機台評估, Yield Wafer做檢測 成品( Chip) 做檢測, 對 Wafer 做檢測 , 成品 ( Chip ) 做品質管制 採購原物料, 採購原物料 , 耗材及設備等事宜 物料的提供, 向供應商調貨, 各部門之發料, 物料的提供 , 向供應商調貨 , 各部門之發料 , 控管 成本及開銷控制, 成本及開銷控制 , 核對及結算應收付帳款
半導體廠基本概念介紹
半導體廠的產品及與上下游業界的串聯關 係 半導體廠內的主要部門及工作 重要製程的簡介 各重要製程的主要機台供應商及機台種類
半導體廠主要生產的產品是 – 積體電路元件( 積體電路元件(IC Parts)
• 主要的 IC
– DRAM = Dynamic Random Access Memory • 動態隨機存取記憶體,用作電腦等記憶體,電源切斷後,記憶內 容也消失. – SRAM = Static Random Access Memory • 靜態隨機存取記憶體,用作遊戲機等記憶體,電源切斷後,記憶 內容不會消失. – MPU = Micro Processor Unit • 微處理器,電腦等的心臟部位. – ASIC = Application Specific Integrated Circuit • 特定用途的 IC 產品,隨客戶指定的用途而製作.
簡稱 APCVD (~760 torrs)
低壓CVD (Low Pressure CVD)
簡稱 LPCVD (~1 torr)
次大氣壓CVD (Sub-Atmospheric CVD)
簡稱 SACVD
電漿CVD (Plasma Enhanced CVD)
簡稱 PECVD (~1 torr)
高密度電漿CVD (High Density Plasma CVD)
平坦化技術
• CMP(Chemical Mechanical Polishing)
– 使用化學品(Slurry)與薄膜起化學反應之後, 再將薄膜以機械拋光(PU Pad)的方式達到晶 圓全面平坦化之目的. – 大多為:1.Oxide(介電層)之研磨, 2.Metal(W,Al,Cu)之研磨.
• SOG(Spin On Glass)
• 通入特定的化學氣體及Precursor(前導化 學品)到反應室(Chamber),利用化學反應 的方式,將反應物沉積在晶圓表面形成薄 膜(Film)的一種技術. • 導體薄膜,半導體薄膜及絕緣體薄膜,是構 成半導體元件的主要材料.
CVD常見的方式有: CVD常見的方式有: 常見的方式有
常壓CVD (Atmospheric Pressure CVD)
簡稱 HDPCVD
薄膜film的形成,主要的功用是用作: 薄膜film的形成,主要的功用是用作: film的形成
緩衝層(Buffer Layer) 隔離層(Isolation Layer) 罩幕層(Masking Layer) 介電材料(Dielectric)(半導體的功用) 絕緣層(Insulator Layer) 阻障層(Barrier Layer) 保護層(Passivation Layer) 黏合層(Glue Layer) 金屬層(Metal Layer)(導電用)
PVD – Physical Vapor Deposition 物理氣相沉積法
• 一般說來,PVD可以有下列三種不同之技術:
– 蒸鍍(Evaporation) – 分子束磊晶成長(Molecular Beam Epitaxy, MBE) – 濺鍍(Sputter)
• 由於濺鍍(Sputter)可以同時達成極佳的
– 塗佈Silicate及Siloxanne系列材料於晶圓表面 以製造平坦化之介電層之技術,製程類似光阻 劑之塗佈.
Wet Etching – 濕式蝕刻
• 最早的蝕刻技術是利用特定溶液與薄膜 間所進行的化學變化反應,來去除薄膜未 被光阻覆蓋的部分,而達到蝕刻的目的.這 種蝕刻方式也就是所謂的濕式蝕刻技術.
途佈設備 ●塗佈機 ●烘烤爐
微影設備 ●步進機 ●顯影機
蝕刻設備 ●濕式 ●乾式
摻雜設備 ●植入機 ●回火 ●擴散爐
剝離設備 ●Stripper
測試設備 ●測試機
IC Wafer 晶圓的材料 – 矽晶圓 Silicon Wafer
使用矽晶圓材料的優點 :
來源充足,不虞匱乏. 可以製成純度極高的晶圓,一般以柴氏長晶法(Czochralski Method),大量成長大尺寸的矽單晶棒(Silicon Crystal Ingot). 形成之氧化層(SiO2),可以作為元件絕佳的絕緣材料.
Diffusion(Furnace)製程的主要機台供應商及機台種類 Diffusion(Furnace)製程的主要機台供應商及機台種類
OEM TEL
KE
Model alfa-8 8S 8SE DD-835 DD-823 DJ-823 DJ-835
Process Film
BTU ASML AMT
RTP
– 優點 : 製程單純,設備簡單,而且成本低,產能 高,並且具有優秀的蝕刻選擇比. – 缺點 : 因為濕式蝕刻是利用化學反應來進行 薄膜的去除,而化學反應本身並不具方向性, 所以屬於等方向性的蝕刻.
Dry Etching – 乾式蝕刻
• 所謂乾式蝕刻,通常指的就是利用輝光放電 (Glow Discharge)的方式,產生包含離子,電子等 帶電粒子,以及具有高度化學活性的中性原子及 自由基的電漿來進行薄膜移除的蝕刻技術. • 早期半導體製程的蝕刻技術是使用濕式蝕刻的 方法,但當積體電路中的元件尺寸愈做愈小時, 由於化學反應沒有方向性,所以逐漸被乾式蝕刻 所取代.
– – – – 沉積效率 大尺寸的沉積厚度控制 精確的成分控制 較低的製造成本
• 所以濺鍍(Sputter)是現今矽基半導體工業所唯 一採用的方式.
PVD – Physical Vapor Deposition 物理氣相沉積法
• 顧名思義,PVD即是以物理變化的現象來 進行,以達到薄膜沉積的目的. • 詳細說即是利用電漿所產生的離子,藉著 , 離子對被濺鍍物體(靶Target)電極的轟擊, ( Target) , 使電漿的氣相內具有被鍍物的粒子,然後 沉積在Wafer上形成薄膜的一種技術. • 目前PVD(Sputter),主要是用來作金屬層的 薄膜製作.(Al, W, Ti 等)
Hitachi
Canon
308 501 5Fra Baidu bibliotek1 632 MAS1800 8000
SiO2,BPSG,Si3N4,…. PR-Strippe r PR-Strippe r PR-Strippe r PR-Strippe r Me tal Me tal Poly Me tal
• 製程的難易比較
– 難 MPU > SRAM > DRAM 易
半導體廠與上下游業界的串聯關係
與上下游業界的串聯關係如下 :
IC前段製程 前段製程
設計業 IC電路設計 製造業 光罩圖案製作 清洗 晶圓製造 半導體廠 製程 測試 晶圓切割 封裝 測試
IC後段製程 後段製程
封裝業 測試業
IC廠主要的部門及負責的重要工作 IC廠主要的部門及負責的重要工作
Ion Implanter – 離子植入
• 離子植入製程乃是將帶一定能量及電荷的帶電 離子(摻雜),經過加速過程而植入於特定的薄膜 中,使此特定薄膜的電氣特性達到我們的要求. • 因為用擴散的方法,會因為摻質原子的濃度受固 , 態溶解度之限制及擴散過程中所引起的橫向擴 散,而無法適用於次微米的元件製程,這正是離 子植入技術在今日被大量用於半導體元件製程 中的原因.
常見的 Wafer 尺寸有直徑 :
3 英吋 (75mm) 4 英吋 (100mm) 5 英吋 (125mm) 6 英吋 (150mm) 8 英吋 (200mm) – 目前的主流尺寸 12 英吋 (300mm) – 將是未來幾年的主流尺寸
CVD – Chemical Vapor Deposition 化學氣相沉積法
AM T
Lam
TEL
Gasonics PSC TOK Mattson
4400 4500 4700 9100 9400 9600 Unity 8500 8600 DRM L3510
Proce ss Film SiO2,BPSG,Si3N4,W,WSix,…. Al,Poly PR-Strippe r Me tal SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. Poly SiO2,BPSG,Si3N4,…. Me tal SiO2,BPSG,Si3N4,…. Poly Me tal
Concept2-Speed/HDP
AMT
WJ
Novellus
ASM TEL
Eagle10 MB2
Process Film SiO2,BPSG,Si3N4,W,WSix,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2 W,WSix SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2 SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. W,WSix Si3N4 SiO2,BPSG,Si3N4,…. SiO2,BPSG,Si3N4,…. WSix
人事, 人事安排, 教育訓練, 人事 , 行政與管理 人事安排 , 教育訓練 , 員工考核等 業務 對國內外接洽訂單
半導體廠的製程 • Process:
晶圓製造 清洗 薄膜形成 光罩製作
光阻塗佈
微影
蝕刻
離子植入 (摻雜)
光阻剝離
測試
清洗設備 ●濕式 ●乾式 ●乾燥
薄膜設備 ●CVD ●PVD ●SOG ●CMP ●氧化
PVD製程的主要機台供應商及機台種類 PVD製程的主要機台供應商及機台種類
OEM AMT Anelva Ulvac Varian
Model Endura
Process Film
M2I MB2
Diffusion – 擴散
• 此製程乃利用物質中之原子或是分子會因為高溫活化 之緣故,而由高濃度移至低濃度區域,我們稱之為擴散. • 擴散的情形在氣相或是液相時,通常在常溫或是較低的 溫度即可,但是在半導體內之固態擴散則需要超過800oC 以上才有可能發生. • 而擴散的製程,一般是在所謂的擴散爐內(Furnace)執行. • 擴散製程的目的是要將一些摻質(Dopant),一般為三族(P 型摻質)及五族(N型摻質),擴散到特定的薄膜中,使此特 定薄膜的電氣特性符合我們的需要. • 此種技術也叫做摻雜(Doping),也即加入一些特定雜質 的意思. • 另一個可以做摻雜的製程即為離子植入(Ion Implanter).
Etching製程的主要機台供應商及機台種類 Dry Etching製程的主要機台供應商及機台種類
OEM M ode l P5000 Ce ntura/DPS Ce ntura/ASP Ce ntura/MxP Ce ntura/MxP+ Ce ntura/e MxP+
Ce ntura/S upe r eMxP+