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ウェーハ・基板製造|半導体の工程の7段階

ウェーハ・基板製造は、半導体素子を作り込む土台となる円盤状の基板を作る段階である。高純度のシリコンを単結晶に育て、インゴットの外周を研削して径をそろえ、薄く切り出した後、面取り、ラッピング、研磨、洗浄1を重ねて平坦な鏡面のウェーハに仕上げる。基板の平坦さや結晶欠陥は後の露光や素子の特性に影響するため、形状と結晶品質の両方をここで作り込む。SOIや化合物半導体などのエンジニアド基板もこの段階に含まれる。

工程の分類› ウェーハ・基板製造

半導体の工程を分ける7つの段階の一つで、直下に7工程が並ぶ。

  • 単結晶育成:単結晶育成は、多結晶シリコンなどの原料を融かし、原子の並びが全体でそろった一つの結晶の塊(インゴット)に育てる工程である。
  • ウェーハスライス:ウェーハスライスは、単結晶インゴットを厚さ1mm程度の薄い円盤に切り分け、ウェーハの形にする工程である。
  • ラッピング・鏡面研磨:ラッピング・鏡面研磨は、切り出したウェーハの厚みと平坦度を整え、外周の端面を磨き、表面を鏡のような面に仕上げる工程群である。
  • SOI(シリコン・オン・インシュレータ)・化合物・エンジニアド基板:SOI(シリコン・オン・インシュレータ)・化合物・エンジニアド基板は、通常のシリコン単結晶ウェーハとは異なる構造や材料を持つ基板をまとめた分類である。
  • ウェーハ加工損傷エッチング:ウェーハ加工損傷エッチングは、スライスやラッピングでウェーハの表層に入った傷や結晶の乱れを、薬液による化学反応で溶かして取り除く工程である。
  • インゴット外周研削:インゴット外周研削は、育成した単結晶インゴットの外周を砥石で削り、直径を規定の値にそろえた真円の円柱に整える工程である。
  • ベベリング(ウェーハ外周面取り):ベベリング(ウェーハ外周面取り)は、切り出したウェーハの外周の角を削って丸め、断面を滑らかな形に整える工程である。

シリコンウェーハの加工プロセスは、フジミインコーポレーテッド シリコンウェハーの加工プロセスと製品1によると次の順に進む。

  1. CZ法(チョクラルスキー法)
  2. インゴット外周研削
  3. ウェーハスライス
  4. ベベリング(ウェーハ外周面取り)
  5. ラッピング(遊離砥粒研磨)
  6. 両面研磨
  7. ウェーハエッジ研磨
  8. 鏡面研磨
  9. 洗浄・表面処理
  10. 検査・計測
  • ウェーハ製造用装置
  • ウェーハ加工装置
  • 研削装置

半導体設計、フォトマスク・レチクル、前工程、検査・計測、テスト、後工程

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