先进制造技术之——ic与mems制造技术及其发展趋势

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1、先进制造技术之———与制造技术及其发展趋势王志越ICMEMS华中科技大学工程硕士研究生（中国电子科技集团公司第四十五所，北京东燕郊101601）摘要：概述了集成电路（IC）生产的基本工艺流程及其关键设备的国际国内水平，展望了IC制造工艺设备的发展趋势；同时介绍了微电子机械系统（MEMS）的用途、发展方向及先进的IC制造技术在MEMS生产中应用前景。关键词：IC；工艺技术；制造设备；MEMS；现状与前景中图分类号：TN305文献标识码：A文章编号：1004-450（72002）04-0187-09AdvancedManufacturingTechnologyWANGZhi-yue（The45t

2、hInstituteofCETC，BeijingEastYanjiao，101601，China）Abstract：SummarizethebasicprocessfIowofICproductionandtheInternationaIandinternaIIeveIofitskeyeguipment，prospectingthetrendofICprocesseguipment.AIsointroducingtheappIication，deveIopmenttrendofMEMSandtheappIicationprospectsofadvancedICmanufacturingtec

3、hnoIogyinMEMSproduction.Keywords：IntegratedCircuit（IC）；ProcesstechnoIogy；Manufacturingeguipment；MicroeIectronicMechani-caISystem（MEMS）；Currentsituationandfutureprospect集成电路是信息产业的基础，而集成电路制造设备又是集成电路产业的基础；建立在半导体制造设备基础之上的集成电路制造设备是实现集成电路工艺的载体，集成电路工艺技术（也称微细加工技术）作为一种先进制造技术越来越具有生命力和创造力，而先进制造设备又是其生命力不断延续的必然

4、保证。集成电路产业如果没有自己的集成电路制造设备做后盾，就会在未来庞大的信息产业市场失去主动权。发达国家将发展设备产业放在重要的战略地位，集中各方力量，竞争设备制造业的主动权，推进本国制造设备产业的发展，进而保证半导体产业甚至信息产业的领先优势。IC生产基本工艺流程与工艺技术1集成电路生产的基本工艺流程包括衬底晶片制收稿日期：2002-11-20作者简介：王志越（—），男，陕西武功人，研究员，副所长，主要从事半导体设备研发及管理工作。VoI.31No.4EguipmentforEIectronicProductSManufacturingDecember2002备（包括多晶硅制备、单晶生长、

5、切片、研磨、抛光等）!图形设计与生成（CAD掩模版设计与制作）!平面化工艺（包括外延、氧化、化学汽相淀积、溅射、涂胶、曝光、显影焙烘、刻蚀、离子注入等）!中间测试工艺（探针测试台）!划片（切成单个管芯）!组装封装（贴片、键合、密封等）!终测。IC工艺技术主要包括：（1）原始硅片工艺，是从硅单晶拉制到最终形成作为IC衬底和有源区硅片的一整套工艺技术。（2）掺杂工艺，包括各种扩散掺杂和离子注入掺杂技术。（3）微细图形加工工艺，包括图形的复印和刻蚀转移两个方面。（4）介质薄膜工艺，包括热生长技术和各种CVD技术。（5）金属薄膜工艺，包括真空蒸发技术、溅射技术和CVD技术。（6）净化技术。浮区熔单晶

6、炉两种。水平区熔单晶炉用于生长一些易分解的化合物半导体（磷化物、砷化物）单晶，悬浮区熔单晶炉主要用于生产较小直径的高质量单晶。从单晶锭开始到硅片抛光完成需要经过6次机械加工，1次化学腐蚀，2次表面抛光，以及清洗、检测和若干其他辅助工艺。其中6次机械加工工序包括：单晶锭头尾切割，外圆滚磨，定位面研磨、切片、倒角和磨片。所有这些工序对于最终抛光片的质量都有直接影响。其中切片和抛光最为关键。切片机2.1.2切片是将半导体单晶按所需晶向切割成指定厚度的薄片，这道工序决定了硅片的晶向、厚度、平行度和翘曲度四个重要参数，而且约损耗晶锭质量的三分之一。所用设备主要有内圆切片机、外圆切片机、多刀切割机和线锯

7、。2.1.3研磨/抛光机研磨是利用磨料或砂轮对晶片表面进行高精度机械磨削或减薄以获得具有一定均匀厚度、平行度和粗糙度要求的晶片表面加工工序。所用的设备有单面研磨机和双面研磨机两种。从研磨机的特性看，采用双面研磨技术较容易得到高精度晶片。抛光是硅片表面加工的最后一道关键的加工工序，利用抛光剂对研磨后的晶片进行物理、化学的表面加工，以获取无晶格损伤的高光洁度、高平整度的镜面晶片。采用机械抛光、化学抛光和化学机械抛