龙8头号玩家微机电制作技术,尤其是最大宗以硅半导体为基础的微细加工技术(silicon- based micromachining, 原本就肇源于半导体组件的制程技术,所以必须先介绍清楚这 类制程,以免沦于夏虫语冰的窘态。
一般的机械加工是不需要洁净室(clean room的,因为加工分辨率在数十微米以 。但进入半导体组件或微细加工的世界、空间单位 ,便有可能影响到其 上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。
为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁 净室的来由。洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class 10为例,意谓在单位立方 英吹的洁净室空间内,。所以class后头数字 越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵(参见图2-1 o
2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。 换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。
3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调 配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。
5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴(air shower的程序,将表面粉尘先行 去除。
6、 戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内,工作 人员几乎穿戴得像航天员一样。当然,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。
7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水(DI water, de-ionized water。— 则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子、如钾、钠离子污染金氧半 (MOS晶体管结构之带电载子信道(carrier channel,影响半导体组件的工作特性。去 离子水以电阻
率(resistivity来定义好坏,-cm以上才算合格:为此需动用多 重离子交换树脂、RO逆渗透、与UV紫外线杀菌等重重关卡,才能放行使用。由于 去离子水是最佳的溶剂与清洁剂,其在半导体工业之使用量极为惊人!
8、洁净室所有用得到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使用氮气 (98%,%以上的高纯氮!以上八点说明是最基本的要求、 另还有污水处理、!
硅晶圆(silicon wafer是一切集成电路芯片的制作母材。 经过纯炼与结晶的程序。目前晶体化的制程,大多是采「柴可拉斯基」(Czycrasky 拉晶法(CZ法。拉晶时,将特定晶向(orientation的品种(seed,浸入过饱和的纯硅熔 汤(Melt中,并同时旋转拉出,硅原子便依照晶种晶向,乖乖地一层层成长上去,而得出 所谓的晶棒(ingot。晶棒的阻值如果太低,代表其中导电杂质(impurity dopant太多, 还需经过FZ法(floating-zone的再结晶(re-crystallization,将杂质逐出,提高纯度与阻 值。
辅拉出的晶棒,外缘像椰子树干般,•然后以X 光绕射法,定出主切面(primaiy flat的所在,磨出该平面;再以内刃环锯、削下一片片的 硅晶圆。最后经过粗磨((chemical etching与抛光(polishing等程 。(至于晶圆厚度,与其外径有 关。刚才题及的晶向,与硅晶体的原子结构有关。硅晶体结构是所谓「钻石结构」 (diamond-structure,系由两组面心结构(FCC,相距(174,1/4,1/4 晶格常数(lattice constant;即立方晶格边长叠合而成。我们依米勒指针法(Miller index,可定义出诸 如:{100}、{111}、{110}等晶面,所以晶圆也因之有{10。}、
{111}、{110}等之分 野。-2。现今半导体业所使用之硅晶 圆,大多以{10龙8国际头号玩家。}硅晶圆为主。其可依导电杂质之种类,再分为p型(周期表III族与 n型(周期表V族。由于硅晶外貌完全相同,晶圆制造厂因此在制作过程中,加工