製作半導體晶圓的過程中對身體有哪些危害
① 半導體工藝流程中的前段(F)後段(B)一般是如何劃分的,為何要這樣劃分
晶元的製造過程可概分為晶圓處理工序(Wafer Fabrication)、晶圓針測工序(Wafer Probe)、構裝工序(Packaging)。
測試工序(Initial Test and Final Test)等幾個步驟。其中晶圓處理工序和晶圓針測工序為前段(Front End)工序,而構裝工序、測試工序為後段(Back End)工序。
按照其製造技術可分為分立器件半導體、光電半導體、邏輯IC、模擬IC、存儲器等大類,一般來說這些還會被再分成小類。
此外,IC除了在製造技術上的分類以外,還有以應用領域、設計方法等進行分類,最近雖然不常用。
但還有按照IC、LSI、VLSI(超大LSI)及其規模進行分類的方法。此外,還有按照其所處理的信號,可以分成模擬、數字、模擬數字混成及功能進行分類的方法。
晶圓處理工序:本工序的主要工作是在晶圓上製作電路及電子元件(如晶體管、電容、邏輯開關等),其處理程序通常與產品種類和所使用的技術有關。
但一般基本步驟是先將晶圓適當清洗,再在其表面進行氧化及化學氣相沉積,然後進行塗膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反復步驟,最終在晶圓上完成數層電路及元件加工與製作。
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(1)元素半導體。元素半導體是指單一元素構成的半導體,其中對硅、錫的研究比較早。它是由相同元素組成的具有半導體特性的固體材料,容易受到微量雜質和外界條件的影響而發生變化。目前, 只有硅、鍺性能好,運用的比較廣,硒在電子照明和光電領域中應用。
硅在半導體工業中運用的多,這主要受到二氧化硅的影響,能夠在器件製作上形成掩膜,能夠提高半導體器件的穩定性,利於自動化工業生產。
(2)無機合成物半導體。無機合成物主要是通過單一元素構成半導體材料,當然也有多種元素構成的半導體材料,主要的半導體性質有I族與V、VI、VII族;II族與IV、V、VI、VII族;III族與V、VI族;IV族與IV、VI族。V族與VI族;
VI族與VI族的結合化合物,但受到元素的特性和製作方式的影響,不是所有的化合物都能夠符合半導體材料的要求。這一半導體主要運用到高速器件中,InP製造的晶體管的速度比其他材料都高,主要運用到光電集成電路、抗核輻射器件中。 對於導電率高的材料,主要用於LED等方面。
② 有知道半導體晶圓製造的腐蝕工藝工程師的嗎,對身體有害嗎,有前途嗎
我不知道這個行業的事情
不過目前我在實驗室里搞這些玩意。。關於腐蝕工藝,內你會用到很多高強容度的酸鹼,有一定危害~目前腐蝕工藝裡面傷害最大的是HF,氫氟酸。這玩意算是氣體,用的時候一般是做成溶液的,如果沾到手上就很麻煩,一開始沒什麼感覺,疼的時候就太晚了。。最嚴重的時候是要截肢的。不過一般來說是有保護措施的,一般是:裡面一層無塵服,口罩,橡膠手套;外面一層專門的防酸手套,防濺的外套,防酸或者防鹼的頭盔。
一般液體腐蝕工藝會用到HF,NaOH,HNO3等等,有毒氣體除了HF倒沒啥~
如果是乾燥腐蝕工藝(Dry Etch)就更沒事了,都是用機器做的,一般是用離子腐蝕
所以結論是,做好個人防護就沒有事情~沒什麼太大害處~
前途這個,我不好說~抱歉鳥~
③ 半導體晶圓為何做成圓形
之所以晶圓都做成圓形,主要的是考慮單位面積利用率和生產問題內.
首先硅錠被"拉"出來的容時候就一定是圓的,幾乎不可能直接獲得方的硅錠,除非將圓的硅錠切削成方的,但這樣無異於浪費.
比較直徑為L毫米的圓和邊長為L毫米的正方形,考慮晶圓製造過程中邊緣5到8毫米是不可利用的,算算就知道正方形浪費的使用面積比率是比圓型高的.
再則,
很多晶圓生產設備的工藝原理必然要求選擇圓型晶圓.
圓型具有任意軸對稱性,這是晶圓製作工藝必然的要求,可以想像一下,在圓型晶圓表面可以通過旋轉塗布法(spin
coating,事實上是目前均勻塗布光刻膠的唯一方法)獲得很均勻一致的光刻膠塗層,但其它形狀的晶圓呢?
不可能或非常難,可以的話也是成本很高.
當然,還有很多其它的工藝容易在圓型晶圓上實行而很難在其它形狀上實施.
當然,我也覺得或許在人們開始規模製作晶圓的時候一開始就用諸如正方型的晶圓的話,
我們現在也可能還在繼續發展方型晶圓,只不過現在所有的晶圓加工設備都是為圓型晶圓設計的,這是世界標准.
世界選擇圓型,自然是有其必然性的.
看看其後的成本問題就很清楚了.
這樣可以么?
④ 晶圓製造
晶圓(WAFER):多指單晶硅圓片,由普通硅沙拉制提煉而成,是最常用的半導體材料。按其直徑分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸、12英寸等規格,近來已經發展出16英寸甚至更大規格。晶圓越大,同一圓片上可生產同規格的IC就多,可有效降低IC成本。
半導體晶圓製造的基本原理,主要是將經過精密設計的電路,藉由光罩逐層(Layer by Layer)的轉移至矽晶圓上,以製造出所需的IC產品。主要的加工步驟包括化學清洗(Chemical clean)、氧化∕薄膜沈積(Oxidation∕Metal deposition)、光罩投影(Photolithography)、蝕刻(Etching)、離子植入(Ion implant)、擴散(Diffuse)、光阻去除、檢驗與量測等[34],總加工步驟隨著歷年曝光方式的改變及線路線寬的減少而與日遽增。以動態隨機存取記憶體(DRAM)為例,製作過程非常困難且繁復,如將量測與檢驗等步驟納入考量,總製程步驟已超過五百道以上。
晶圓製造的基本流程,是將矽晶圓投入製程中,經過化學清洗、氧化∕薄膜沈積等程序後,會於矽晶圓表面形成一層矽氧化膜,此薄膜經過上光阻液、並配合光罩於黃光區進行曝光、顯影,就可將光罩上的電路圖移轉至矽晶圓上。經過特殊光線照射後的光阻液會產生變化,使得此部份的光阻液可利用化學葯品或腐蝕性氣體去除而露出矽氧化膜,此為蝕刻(Etching)過程。露出的矽氧化膜經離子植入製程,於晶圓表面植入硼、砷和磷等離子,以形成半導體電子元件。接下來以金屬賤鍍的方式,於晶圓表面賤鍍能夠導電的金屬層,以連接電子元件,並以表面絕緣保護,就可完成其中一個層(Layer)的製造。如此一層一層的層疊架構,就可將電路圖完全的移轉至矽晶圓上,完成所製造的IC產品,不同功能的IC產品所需的層數也不相同,視其復雜度而定。以下便針對上述幾個單元製作略述其製造、生產特性以及所使用的設備。
⑤ 半導體晶圓體指什麼物質
晶圓級晶元封裝技術是對整片晶圓進行封裝測試後再切割得到單個成品芯版片的技術,封裝後的晶元尺權寸與裸片一致。WL-CSP 與傳統的封裝方式不同在於,傳統的晶片封裝是先切割再封測,而封裝後約比原晶片尺寸增加20%;而WL-CSP則是先在整片晶圓上進行封裝和測試,然後才劃線分割,因此,封裝後的體積與IC裸晶元尺寸幾乎相同,能大幅降低封裝後的IC 尺寸. 到維庫電子通查一下吧
⑥ 半導體晶圓廠有毒嗎
半導體晶圓廠主要生產的產品是半導體晶體棒或是半導體晶片。常見的有矽片專、鎵砷片、銦磷片等屬等。其主要原料是含有上述元素的化合物,至於毒性,要具體分析。原料上,二氧化硅並沒有毒,但是粉末狀的二氧化硅氣溶膠就會引起塵肺和肺癌,就是有毒的。
另外,半導體廠常用的摻雜原料多數有毒,比如硅烷、砷烷等,或是三甲基鎵等等化合物。它們或直接是劇毒物質,或其與空氣、水等反應後生成的物質有毒。另外,傳統生產晶圓的廠,會對晶體棒進行切割,其加工過程中產生的粉末也是有害的,原理和粉塵差不多。
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晶圓製造廠把這些多晶硅融解,再在融液里種入籽晶,然後將其慢慢拉出,以形成圓柱狀的單晶硅晶棒,由於硅晶棒是由一顆晶面取向確定的籽晶在熔融態的硅原料中逐漸生成,此過程稱為「長晶」。
硅晶棒再經過切段,滾磨,切片,倒角,拋光,激光刻,包裝後,即成為集成電路工廠的基本原料——硅晶圓片,這就是「晶圓」。
⑦ 硅晶圓片(半導體晶元)的生產操作對人體有害嗎
應該說完全沒有,目前據報道intel和AMD兩家公司都是採取沉侵式光刻技術,操作版過程完全由機械完成,人根權本不會出現在生產過程中,只是由一名工程師在控制室控制即可,晶圓的刻制和切割要求極高所以由人完成也完全不可能的,所以生產操作對人體無害,只是貌似由一步需要對晶圓進行化學葯劑清洗,就不太清楚了,應該也是由電腦完成的,人手工清洗並不太可能
⑧ 半導體晶圓為何不能做成方的
之所以晶圓都做成圓形,主要的是考慮單位面積利用率和生產問題.
首先硅錠被"拉"出來內的時候就一定是圓的容,幾乎不可能直接獲得方的硅錠,除非將圓的硅錠切削成方的,但這樣無異於浪費. 比較直徑為L毫米的圓和邊長為L毫米的正方形,考慮晶圓製造過程中邊緣5到8毫米是不可利用的,算算就知道正方形浪費的使用面積比率是比圓型高的.
再則, 很多晶圓生產設備的工藝原理必然要求選擇圓型晶圓. 圓型具有任意軸對稱性,這是晶圓製作工藝必然的要求,可以想像一下,在圓型晶圓表面可以通過旋轉塗布法(spin coating,事實上是目前均勻塗布光刻膠的唯一方法)獲得很均勻一致的光刻膠塗層,但其它形狀的晶圓呢? 不可能或非常難,可以的話也是成本很高. 當然,還有很多其它的工藝容易在圓型晶圓上實行而很難在其它形狀上實施.
當然,我也覺得或許在人們開始規模製作晶圓的時候一開始就用諸如正方型的晶圓的話, 我們現在也可能還在繼續發展方型晶圓,只不過現在所有的晶圓加工設備都是為圓型晶圓設計的,這是世界標准.
世界選擇圓型,自然是有其必然性的. 看看其後的成本問題就很清楚了.
⑨ 半導體中名詞「wafer」「chip」「die」的聯系和區別是什麼
一、半導體中名詞「」「chip」「die」中文名字和用途
①wafer——晶圓
wafer 即為圖片所示的晶圓,由純硅(Si)構成。一般分為6英寸、8英寸、12英寸規格不等,晶片就是基於這個wafer上生產出來的。晶圓是指硅半導體集成電路製作所用的硅晶片,由於其形狀為圓形,故稱為晶圓;在硅晶片上可加工製作成各種電路元件結構,而成為有特定電性功能的集成電路產品。
②chip——晶元
一片載有Nand Flash晶圓的wafer,wafer首先經過切割,然後測試,將完好的、穩定的、足容量的die取下,封裝形成日常所見的Nand Flash晶元(chip)。晶元一般主要含義是作為一種載體使用,並且集成電路經過很多道復雜的設計工序之後所產生的一種結果。
③die——晶粒
Wafer上的一個小塊,就是一個晶片晶圓體,學名die,封裝後就成為一個顆粒。晶粒是組成多晶體的外形不規則的小晶體,而每個晶粒有時又有若干個位向稍有差異的亞晶粒所組成。晶粒的平均直徑通常在0.015~0.25mm范圍內,而亞晶粒的平均直徑通常為0.001mm數量級。
二、半導體中名詞「wafer」「chip」「die」的聯系和區別
①材料來源方面的區別
以硅工藝為例,一般把整片的矽片叫做wafer,通過工藝流程後每一個單元會被劃片,封裝。在封裝前的單個單元的裸片叫做die。chip是對晶元的泛稱,有時特指封裝好的晶元。
②品質方面的區別
品質合格的die切割下去後,原來的晶圓就成了下圖的樣子,就是挑剩下的Downgrade Flash Wafer。這些殘余的die,其實是品質不合格的晶圓。被摳走的部分,也就是黑色的部分,是合格的die,會被原廠封裝製作為成品NAND顆粒,而不合格的部分,也就是圖中留下的部分則當做廢品處理掉。
③大小方面的區別
封裝前的單個單元的裸片叫做die。chip是對晶元的泛稱,有時特指封裝好的晶元。cell也是單元,但是比die更加小 cell <die< chip。
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一、半導體基本介紹
半導體指常溫下導電性能介於導體與絕緣體之間的材料。半導體在消費電子、通信系統、醫療儀器等領域有廣泛應用。如二極體就是採用半導體製作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看,半導體的重要性都是非常巨大的。
今日大部分的電子產品,如計算機、行動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著極為密切的關連。常見的半導體材料有硅、鍺、砷化鎵等,而硅更是各種半導體材料中,在商業應用上最具有影響力的一種。
半導體晶元的製造過程可以分為沙子原料(石英)、硅錠、晶圓、光刻,蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝等諸多步驟,而且每一步里邊又包含更多細致的過程。