发布时间：2023-06-07 13:40:28
上海泰晟与您分享晶圆生产及研磨制程简介
晶圆是制造半导体芯片的基本材料，半导体集成电路主要的原料是硅，因此对应的就是硅晶圆。
硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广阔存在于岩石、砂砾中，硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤：硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。
首先是硅提纯，将沙石原料放入一个温度约为2000 ℃，并且有碳源存在的电弧熔炉中，在高温下，碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应（碳与氧结合，剩下硅），得到纯度约为98%的纯硅，又称作冶金级硅，这对微电子器件来说不够纯，因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感，因此对冶金级硅进行进一步提纯：将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应，生成液态的硅烷，然后通过蒸馏和化学还原工艺，得到了高纯度的多晶硅，其纯度高达99.999999999%，成为电子级硅。
接下来是单晶硅生长，常用的方法叫直拉法。高纯度的多晶硅放在石英坩埚中，并用外面围绕着的石墨加热器不断加热，温度维持在大约1400 ℃，炉中的空气通常是惰性气体，使多晶硅熔化，同时又不会产生不需要的化学反应。为了形成单晶硅，还需要把控晶体的方向：坩埚带着多晶硅熔化物在旋转，把一颗籽晶浸入其中，并且由拉制棒带着籽晶作反方向旋转，同时慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅会粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不断地生长上去。因此所生长的晶体的方向性是由籽晶所决定的，在其被拉出和冷却后就生长成了与籽晶内部晶格方向相同的单晶硅棒。用直拉法生长后，单晶棒将按适当的尺寸进行切割，然后进行研磨，将凹凸的切痕磨掉，再用化学机械抛光工艺使其至少一面光滑如镜，晶圆片制造就完成了。
那晶圆研磨是什么呢？
“晶圆研磨”--在国内有时叫“背研”，也有的根据目的叫做“减薄”。顾名思义，主要是将晶圆通过背面打磨使之厚度管控在一定的范围。为什么要这样做？因为制造工艺对于设备的精度要求较高，而且加工成本也不低。在打磨的过程中很容易造成晶圆破裂，尤其是现在的晶圆直径越来越大（现在12"的晶圆已经批量生产），更增加了管控难度。所以有些晶圆代工/加工企业就留下这一工序，放在后工序来做。因此后工序企业拿到的经验有时候是没法直接使用的，有时是因为尺寸要求，比如生产表面贴装器件，器件本身的厚度就很小；还有的就是一些功率器件，如果经验太厚会造成散热不良，所以必须将晶圆的厚度管控在能接受的范围。
一般情况下对于中等功率分离器件，厚度大约在350~450微米之间。而对于集成电路，厚度还要小，有些已经达到180微米甚至更薄。（免责声明：本文来自于网络，转载只为了传达一种不同的观点，不表示我司对该观点赞同或支持，内容如有侵权，请联系删除，13391360977）。
