晶圆制造过程
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2023-08-01
晶圆制造过程
很简单的说，首先由普通硅砂拉制提炼，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过切片、抛光之后，就得到了单晶硅圆片，也即单晶硅晶圆。
将二氧化硅矿石（石英砂）与焦炭混合后，经由电弧炉加热还原，即生成粗硅（纯度98%，冶金级）。SiO2 + C = Si + CO2 ↑
盐酸氯化并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅(半导体级纯度11个9，太阳能级7个9），因在精密电子组件当中，硅晶圆需要有相当的纯度（99.999999999%），不然会产生缺陷。
晶圆制造厂再以柴可拉斯基法将此多晶硅熔解，再于溶液内掺入一小粒的硅晶体晶种，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗小晶粒在融熔态的硅原料中逐渐生成，此过程称为「长晶」。这根晶棒的直径，就是晶圆的直径。
硅晶棒再经过切片、研磨、抛光后，即成为集成电路工厂的基本原料——硅晶圆片，这就是「晶圆」（wafer）。
晶圆经多次光罩处理，其中每一次的步骤包括感光剂涂布、曝光、显影、腐蚀、渗透、植入、蚀刻或蒸着等等，将其光罩上的电路复制到层层晶圆上，制成具有多层线路与组件的IC晶圆，再交由后段的测试、切割、封装厂，以制成实体的集成电路成品。一般来说，大晶圆(12吋)多是用来制作内存等技术层次较低的IC，而小晶圆(6吋)则多用来制作模拟IC等技术层次较高之IC，8吋的话则都有。
从晶圆要加工成为产品需要专业精细的分工。
