1、1 晶 圓 的 製 造 1-1 什 麼 是 晶 圓 ? 台 灣 目 前 是 世 界 晶 圓 代 工 的 重 要 國 家 ， 也 是 半 導 體 的 製 造 與 資 訊 工 業 產 品 生 產 的 大 國 ， 晶 圓 (Wafer)是 製 造 積 體 電 路 (Integrated Circuit, IC)的 基 本 材 料 ， 通 常 是 由 矽 (Silicon, Si)或 砷 化 鎵 (Gallium Arsenide, GaAs)等 半 導 體 (Semiconductor)所 組 成 ， 目 前 積 體 電 路 產 業 以 矽 晶 圓 為 主 。 矽 晶 圓 是 利 用 特 殊 的 拉
2、 晶 (Crystal Pulling)裝 置 將 熔 化 的 純 矽 ， 緩 慢 旋 轉 逐 漸 拉 升 冷 卻 以 獲 得 單 晶 (Crystal)結 構 的 晶 棒 (Ingot)， 如 圖 1 所 示 。 矽 晶 棒 再 經 過 研 磨 、 拋 光 、 切 片 ， 即 成 矽 晶 圓 ， 如 圖 2 所 示 。 矽 晶 圓 的 表 面 光 滑 明 亮 如 一 片 圓 鏡 ， 需 要 經 過 積 體 電 路 製 造 技 術 在 晶 圓 的 表 面 上 製 作 電 路 元 件 ， 才 能 成 為 可 用 的 積 體 電 路 ， 如 圖 3 所 示 。 在 矽 晶 片 上 加 工 製 作
3、成 各 種 電 路 元 件 結 構 ， 成 為 具 有 特 定 電 性 功 能 的 IC 產 品 。 台 積 電 、 聯 電 等 晶 圓 代 工 廠 ， 就 是 取 得 電 子 產 品 設 計 公 司 客 戶 委 託 的 產 品 製 造 訂 單 後 ， 將 電 子 產 品 的 設 計 圖 ， 透 過 光 罩 製 作 公 司 轉 製 在 數 層 光 罩 上 ， 再 以 矽 晶 圓 為 基 材 ， 經 過 積 體 電 路 晶 圓 生 產 製 造 流 程 ， 將 每 一 層 光 罩 上 的 設 計 圖 案 轉 置 在 晶 圓 上 ， 每 片 晶 圓 在 完 成 製 造 程 序 後 ， 即 可 在 晶
4、 圓 上 形 成 數 百 到 數 千 顆 相 同 的 積 體 電 路 (IC)小 晶 片 。 製 作 完 成 的 晶 圓 還 要 再 經 過 測 試 、 切 割 、 封 裝 等 過 程 ， 才 能 成 為 一 顆 顆 具 有 各 種 功 能 的 積 體 電 路 產 品 ， 如 圖 4 所 示 。 圖 1 晶 棒 圖 2 晶 圓 片 圖 3 矽 晶 圓 與 壹 圓 圖 4 晶 片 的 封 裝 為 什 麼 矽 晶 片 是 圓 的 ？ 50 微 米 2 矽 晶 片 的 形 成 是 從 矽 熔 爐 中 ， 旋 轉 並 緩 慢 地 拉 升 出 圓 棒 狀 的 矽 晶 棒 ； 另 外 ， 晶 圓 外 圍
5、的 電 路 圖 樣 原 本 就 是 屬 於 製 造 過 程 中 的 犧 牲 品 ； 如 果 晶 圓 是 四 方 形 的 ， 在 處 理 、 運 送 過 程 中 ， 邊 角 上 的 晶 粒 反 而 很 容 易 毀 損 。 因 此 圓 形 的 晶 片 是 最 有 效 率 的 面 積 使 用 方 式 。 晶 圓 的 尺 寸 晶 圓 的 尺 寸 是 以 它 的 直 徑 來 表 示 ， 單 位 是 英 吋 。 從 早 期 的 3 吋 、 4 吋 、 6 吋 、 8 吋 ， 目 前 半 導 體 廠 主 力 的 12 吋 ， 和 下 一 代 的 18 吋 ， 它 的 演 進 是 朝 向 大 尺 寸 發 展
6、， 如 此 才 能 在 製 造 的 過 程 中 有 較 多 的 面 積 可 以 使 用 ， 12 吋 晶 圓 的 面 積 約 是 8 吋 晶 圓 的 2.25 倍 ， 也 就 是 可 以 得 到 較 多 的 晶 粒 ， 以 降 低 製 造 的 單 位 成 本 。 1-2 晶 棒 成 長 製 程 矽 晶 棒 的 長 成 ， 首 先 需 要 將 純 度 相 當 高 的 矽 礦 放 入 熔 爐 中 ， 並 加 入 預 先 設 定 好 的 金 屬 物 質 ， 使 產 生 出 來 的 矽 晶 棒 擁 有 要 求 的 電 性 特 質 ， 接 著 需 要 將 所 有 物 質 融 化 後 再 長 成 單 晶
7、的 矽 晶 棒 。 在 凝 固 的 過 程 當 中 ， 固 體 與 液 體 的 熔 質 成 分 是 不 同 的 ， 在 長 單 晶 的 時 候 ， 所 謂 的 熔 質 指 的 就 是 雜 質 ， 雖 然 晶 圓 使 用 的 矽 相 當 的 純 ， 但 是 在 凝 固 的 過 程 中 ， 雜 質 的 影 響 很 大 ， 所 以 在 凝 固 過 程 中 ， 對 於 熔 質 進 入 到 固 體 的 控 制 是 絕 對 嚴 格 。 圖 5 矽 晶 圓 的 製 造 過 程 在 凝 固 過 程 之 中 固 體 設 定 為 完 全 擴 散 ， 也 就 是 固 體 為 完 全 均 質 ， 而 液 體 與 固
8、體 的 界 面 處 會 因 為 固 體 凝 固 的 收 縮 及 固 體 與 液 體 的 溫 度 差 而 產 生 所 謂 的 熱 對 流 ， 這 個 熱 對 流 將 影 響 到 固 體 中 的 熔 質 成 分 ， 為 了 降 低 雜 質 的 影 響 ， 又 能 讓 液 體 側 的 成 分 能 夠 均 勻 ， 所 以 在 液 體 這 邊 會 施 以 擾 動 來 降 低 對 流 所 產 生 的 邊 界 層 (boudary layer)， 來 讓 液 體 側 在 拉 晶 凝 固 的 過 程 中 能 保 持 一 樣 的 成 分 。 柴 可 拉 斯 基 長 晶 法 (Czochralski growth
9、)就 是 利 用 這 種 原 理 ， 在 液 態 的 矽 坩 堝 讓 它 有 擾 動 ， 然 後 用 小 塊 單 晶 矽 當 種 晶 (seed)下 降 到 接 觸 到 液 態 矽 ， 之 後 以 邊 旋 轉 邊 上 拉 的 方 式 ， 並 且 控 制 爐 溫 與 上 拉 的 速 度 ， 以 達 到 控 制 長 出 來 的 晶 圓 的 直 徑 。 因 為 是 有 上 拉 的 動 作 ， 稱 為 拉 單 晶 。 晶 圓 成 長 的 直 徑 、 長 度 及 雜 質 ， 都 與 旋 轉 的 速 度 與 上 拉 的 速 度 以 及 爐 溫 有 關 聯 。 晶 棒 長 成 製 程 如 下 ： 1. 熔
10、化 （ MeltDown） 拉晶 晶棒 晶圓 3 此 過 程 是 將 置 放 於 石 英 坩 鍋 內 的 塊 狀 複 晶 矽 加 熱 製 高 於 攝 氏 1420 度 的 熔 化 溫 度 之 上 ， 此 階 段 中 最 重 要 的 參 數 為 坩 鍋 的 位 置 與 熱 量 的 供 應 ， 若 使 用 較 大 的 功 率 來 熔 化 複 晶 矽 ， 石 英 坩 鍋 的 壽 命 會 降 低 ， 反 之 功 率 太 低 則 融 化 的 過 程 費 時 太 久 ， 影 響 整 體 的 產 能 。 2.頸 部 成 長 （ Neck Growth） 當 矽 熔 漿 的 溫 度 穩 定 之 後 ， 將 晶
11、 種 漸 漸 注 入 熔 液 中 ， 接 著 將 晶 種 往 上 拉 昇 ， 並 使 直 徑 縮 小 到 一 定 ， 維 持 此 直 徑 並 拉 長 10-20cm， 以 消 除 晶 種 內 的 排 差 。 3.晶 冠 成 長 （ Crown Growth） 長 完 頸 部 後 ， 慢 慢 地 降 低 拉 速 與 溫 度 ， 使 頸 部 的 直 徑 逐 漸 增 加 到 所 需 的 大 小 。 4.晶 體 成 長 （ Body Growth） 利 用 調 整 拉 速 與 溫 度 來 維 持 固 定 的 晶 棒 直 徑 ， 所 以 坩 鍋 必 須 不 斷 的 上 升 來 維 持 固 定 的 液 面
12、 高 度 ， 而 且 拉 速 必 須 逐 漸 地 降 低 ， 以 避 免 晶 棒 扭 曲 的 現 象 產 生 。 5.尾 部 成 長 （ Tail Growth） 當 晶 體 成 長 到 所 要 的 長 度 後 ， 晶 棒 的 直 徑 必 須 逐 漸 地 縮 小 ， 直 到 與 液 面 分 開 。 1-3 柴 可 拉 斯 基 (Czochralski)長 晶 法 柴 可 拉 斯 基 長 晶 法 是 柴 可 拉 斯 基 (Czochralski)在 1917年 提 出 的 長 晶 法 ， 圖 6為 柴 可 拉 斯 基 砷 化 鎵 長 晶 系 統 ， 其 步 驟 如 下 ： （ 1） 先 將 砷
13、化 鎵 (GaAs)多 晶 (polycrystalline)放 入 拑 鍋 中 ， 並 將 晶 種 (seed)固 定 在 拉 晶 棒 上 ， 如 圖 6所 示 。 （ 2） 為 了 防 止 熔 融 的 砷 化 鎵 分 解 ， 需 要 用 熔 融 的 三 氧 化 二 硼 (B2O3)， 覆 蓋 在 上 面 。 （ 3） 將 溫 度 加 熱 至 稍 高 於 砷 化 鎵 的 熔 點 約 12401260 0C， 以 融 解 砷 化 鎵 為 熔 液 ， 等 到 砷 化 鎵 熔 液 均 勻 後 ， 就 可 以 開 始 進 行 單 晶 成 長 。 （ 4） 在 開 始 進 行 晶 體 成 長 時 ，
14、在 柴 可 拉 斯 基 長 晶 系 統 上 方 的 拉 晶 棒 開 始 以 220 rpm逆 時 針 方 向 旋 轉 ， 而 下 方 的 拑 鍋 開 始 以 順 時 針 方 向 旋 轉 。 （ 5） 慢 慢 下 降 砷 化 鎵 熔 液 的 溫 度 ， 直 到 有 少 許 的 晶 體 材 料 凝 固 。 （ 6） 將 晶 種 放 入 已 經 有 少 許 的 砷 化 鎵 固 體 的 砷 化 鎵 熔 液 中 ， 然 後 以 大 約 110 /小 時 的 速 度 從 砷 化 鎵 熔 液 中 拉 出 。 4 （ 7） 砷 化 鎵 熔 液 的 溫 度 持 續 緩 慢 下 降 ， 此 時 晶 體 的 直 徑
15、 會 逐 漸 增 加 ， 直 到 成 長 到 所 需 要 的 大 小 為 止 。 圖 6 柴 可 拉 斯 基 砷 化 鎵 長 晶 示 意 圖 1-4 晶 棒 切 片 與 處 理 晶 棒 長 成 ， 只 是 整 個 晶 圓 製 程 的 一 半 ， 接 下 必 須 將 晶 棒 做 裁 切 與 檢 測 ， 並 進 行 外 徑 研 磨 、 切 片 等 一 連 串 的 處 理 ， 最 後 才 能 成 為 一 片 片 價 值 非 凡 的 晶 圓 。 一 支 八 吋 矽 晶 棒 重 量 約 一 百 二 十 公 斤 ， 經 過 研 磨 、 拋 光 、 切 割 後 ， 即 成 為 積 體 電 路 (IC)工 廠
16、 的 一 片 片 八 吋 矽 晶 圓 片 ， 以 下 是 晶 棒 的 處 理 製 程 。 1.切 片 （ Slicing） 從 坩 堝 中 拉 出 的 晶 柱 ， 表 面 並 不 平 整 ， 經 過 工 業 級 鑽 石 磨 具 的 加 工 ， 磨 成 平 滑 的 圓 柱 ， 並 切 除 頭 尾 兩 端 錐 狀 段 ， 形 成 標 準 的 圓 柱 ， 被 切 除 或 磨 削 的 部 份 則 回 收 重 新 冶 煉 。 接 著 以 以 高 硬 度 鋸 片 或 線 鋸 將 圓 柱 切 成 片 狀 的 晶 圓 (Wafer)。 長 久 以 來 晶 圓 切 片 都 是 採 用 內 徑 ， 其 鋸 片 是
17、 一 環 狀 薄 葉 片 ， 內 徑 邊 緣 鑲 有 鑽 石 顆 粒 ， 晶 棒 在 切 片 前 預 先 黏 貼 一 石 墨 板 ， 不 僅 有 利 於 切 片 的 夾 持 ， 更 可 以 避 免 在 最 後 切 斷 階 段 時 鋸 片 離 開 晶 棒 所 造 的 破 裂 。 2.圓 邊 （ Edge Polishing） 剛 切 好 的 晶 圓 ， 其 邊 緣 垂 直 於 切 割 平 面 為 銳 利 的 直 角 ， 由 於 矽 單 晶 硬 脆 的 材 料 特 性 ， 此 角 極 易 崩 裂 ， 不 但 影 響 晶 圓 強 度 ， 更 為 製 程 中 污 染 微 粒 的 來 源 ， 且 在 後
18、 續 5 的 半 導 體 製 成 中 ， 未 經 處 理 的 晶 圓 邊 緣 也 為 影 響 光 組 與 磊 晶 層 之 厚 度 ， 將 片 狀 晶 圓 的 圓 周 邊 緣 以 磨 具 研 磨 成 光 滑 的 圓 弧 形 的 作 用 有 ： (1)防 止 邊 緣 崩 裂 ， (2) 防 止 在 後 續 的 製 程 中 產 生 熱 應 力 集 中 ， (3)增 加 未 來 製 程 中 鋪 設 光 阻 層 或 磊 晶 層 的 平 坦 度 。 3.研 磨 （ LAPPING） 與 蝕 刻 （ ETCHING） ： 由 於 受 過 機 械 的 切 削 ， 晶 圚 表 面 粗 糙 ， 凹 凸 不 平 ，
19、 及 沾 附 切 屑 或 污 漬 ， 研 磨 的 目 的 在 於 除 去 切 割 或 輪 磨 所 造 成 的 鋸 痕 或 表 面 破 壞 層 ， 同 時 使 晶 圓 表 面 達 到 可 進 行 拋 光 處 理 的 平 坦 度 。 因 此 先 以 化 學 溶 液 (HF/HNO3)蝕 刻 (Etching)， 去 除 部 份 切 削 痕 跡 ， 再 經 去 離 子 純 水 沖 洗 吹 乾 後 ， 進 行 表 面 研 磨 拋 光 ， 使 晶 圓 像 鏡 面 樣 平 滑 ， 以 利 後 續 製 程 。 研 磨 拋 光 是 機 械 與 化 學 加 工 同 時 進 行 ， 機 械 加 工 是 將 晶 圓
20、 放 置 在 研 磨 機 內 ， 將 加 工 面 壓 貼 在 研 磨 墊 (Polishing Pad)磨 擦 ， 並 同 時 滴 入 具 腐 蝕 性 的 化 學 溶 劑 當 研 磨 液 ， 讓 磨 削 與 腐 蝕 同 時 產 生 。 研 磨 後 的 晶 圓 需 用 化 學 溶 劑 清 除 表 面 殘 留 的 金 屬 碎 屑 或 有 機 雜 質 ， 再 以 去 離 子 純 水 沖 洗 吹 乾 ， 準 備 進 入 植 入 電 路 製 程 。 圖 7 晶 片 表 面 研 磨 機 4. 退 火 （ ANNEALING） ： 將 晶 片 在 嚴 格 控 制 的 條 件 下 退 火 ， 以 使 晶 片
21、的 阻 質 穩 定 。 5. 拋 光 （ POLISHING） ： 晶 片 小 心 翼 翼 地 拋 光 ， 使 晶 片 表 面 光 滑 與 平 坦 ， 以 利 將 來 再 加 工 。 6. 洗 淨 （ CLEANING） ： 以 多 步 驟 的 高 度 無 污 染 洗 淨 程 序 包 含 各 種 高 度 潔 淨 的 清 洗 液 與 超 音 動 處 理 除 去 晶 片 表 面 的 所 有 污 染 物 質 ， 使 晶 片 達 到 可 進 行 晶 片 加 工 的 狀 態 。 7. 檢 驗 （ INSPECTION） ： 晶 片 在 無 塵 環 境 中 進 行 嚴 格 的 檢 查 ， 包 含 表 面
22、的 潔 淨 度 、 平 坦 度 以 及 各 項 規 格 以 確 保 品 質 符 合 顧 客 的 要 求 。 8. 包 裝 （ PACKING） ： 通 過 檢 驗 的 晶 片 以 特 殊 設 計 的 容 器 包 裝 ， 使 晶 片 維 持 無 塵 及 潔 淨 的 狀 態 ， 該 容 器 並 確 保 晶 片 固 定 於 其 中 ， 以 預 防 搬 運 過 程 中 發 生 的 振 動 使 晶 片 受 損 。 6 矽 晶 棒 所 切 割 出 的 晶 圓 片 中 ， 品 質 較 好 的 ， 稱 為 生 產 晶 圓 ， 更 高 級 的 稱 為 磊 晶 圓 ， 生 產 晶 圓 及 磊 晶 圓 幾 乎 都
23、集 中 在 矽 晶 圓 棒 的 中 間 部 分 。 頭 尾 兩 端 所 切 出 的 晶 圓 ， 出 現 瑕 疵 的 機 會 較 大 ， 通 常 用 做 非 生 產 用 途 ， 稱 為 測 試 晶 圓 ， 測 試 晶 圓 通 常 送 至 美 日 等 國 再 加 工 成 再 生 晶 圓 。 最 後 矽 晶 圓 片 送 至 晶 圓 廠 內 製 造 晶 片 電 路 ， 每 塊 矽 晶 圓 片 上 可 翻 製 出 數 以 百 計 的 相 同 矽 晶 片 。 這 些 晶 片 電 路 再 經 封 裝 測 試 等 程 序 ， 經 過 複 雜 的 化 學 和 電 子 製 程 後 ， 其 上 佈 滿 著 多 層
24、精 細 的 電 子 線 路 ， 便 成 為 市 面 上 一 顆 顆 的 IC。 IC 是 把 數 以 千 計 萬 計 的 電 子 元 件 如 電 阻 、 電 容 等 設 計 均 收 縮 在 一 片 不 到 指 甲 大 小 的 矽 晶 片 上 ， 可 以 將 傳 統 電 子 零 件 的 體 積 小 型 化 。 1-5 磊 晶 (Epitoxy) 磊 晶 一 詞 源 自 於 希 臘 文 的 epi(在 上 )和 taxis(有 秩 序 的 排 列 )， 其 意 乃 有 秩 序 的 排 列 在 其 上 。 磊 晶 是 單 晶 基 板 上 成 長 薄 膜 的 延 伸 ， 經 由 在 單 晶 基 板 上
25、 增 添 的 原 子 而 形 成 的 一 個 單 晶 結 構 的 連 續 體 。 其 原 理 可 分 為 ： ( ) 液 相 磊 晶 (Liquid Phase Epitoxy， LPE) 液 相 磊 晶 成 長 是 從 液 相 中 直 接 利 用 沉 積 法 ， 在 晶 質 基 板 上 成 長 磊 晶 層 ， 這 種 方 法 對 於 砷 化 鎵 (GaAs)的 成 長 和 其 相 關 的 III-V 族 化 合 物 特 別 有 用 。 液 相 磊 晶 成 長 適 合 成 長 薄 的 磊 晶 層 (0.2m)， 因 為 它 具 有 低 的 成 長 速 率 ， 所 以 較 其 他 方 法 有 用
26、 。 ( ) 氣 相 磊 晶 (Vapor Phase Epitoxy， VPE) 氣 相 晶 矽 層 的 成 長 稱 為 氣 相 磊 晶 。 在 其 過 程 中 ， 是 用 基 板 晶 圓 (Substrate wafer)當 作 一 晶 種 。 在 各 種 磊 晶 成 長 方 法 中 ， 氣 相 磊 晶 成 長 是 目 前 成 長 矽 元 件 最 主 要 的 方 法 。 而 在 氣 相 磊 晶 中 又 可 分 成 物 理 氣 相 沉 積 (Physical Vapor Deposition， PVD)和 化 學 氣 相 沉 積 (Chemical Vapor Deposition， CVD
27、) 兩 種 技 術 。 前 者 主 要 是 藉 物 理 現 象 而 後 者 則 主 要 是 以 化 學 反 應 的 方 式 ， 來 進 行 薄 膜 的 沉 積 。 而 PVD 的 應 用 大 都 侷 限 在 金 屬 薄 膜 的 沉 積 上 ， 相 反 的 ， 凡 是 所 有 半 導 體 元 件 所 需 要 的 薄 膜 ， 不 論 半 導 體 、 導 體 或 介 電 材 料 (Dielectrics)， 都 可 藉 由 CVD 法 來 進 行 配 製 。 因 為 CVD 是 藉 反 應 氣 體 間 的 化 學 反 應 來 產 生 所 需 要 的 薄 膜 ， 因 此 CVD 法 所 製 作 的 薄
28、 膜 材 料 ， 其 結 晶 性 (Crystallinity)和 理 想 配 比 (Stoichiometry) 等 與 材 質 相 關 的 一 些 性 質 ， 都 比 PVD 法 好 很 多 。 ( ) 分 子 束 磊 晶 (Molecular Beam Epitoxy， MBE) 分 子 束 磊 晶 成 長 是 在 超 高 真 空 的 情 形 下 ， 一 個 或 多 個 熱 原 子 或 熱 分 子 束 在 一 結 晶 表 面 所 產 生 的 效 果 。 MBE 法 能 夠 精 確 的 控 制 化 學 組 成 和 摻 雜 剖 面 ， 所 以 是 7 近 年 來 最 熱 門 的 磊 晶 技
29、術 。 1-6 何 謂 晶 圓 代 工 Foundry 原 指 鑄 造 、 翻 砂 ， 但 是 半 導 體 (Semiconductor) 產 業 裡 指 的 是 晶 圓 代 工 ， 晶 圓 代 工 即 是 積 體 電 路 (circuit, integrated(IC) 晶 圓 製 造 公 司 。 製 造 公 司 本 身 並 不 設 計 ， 而 是 拿 到 客 戶 的 產 品 設 計 後 ， 透 過 光 罩 製 作 公 司 轉 製 在 數 層 光 罩 (TMA ) 上 ， 透 過 積 體 電 路 晶 圓 的 製 造 流 程 後 ， 以 矽 晶 圓 為 基 材 ， 將 光 罩 上 的 設 計
30、在 轉 置 於 晶 圓 上 。 現 今 晶 圓 代 工 廠 的 服 務 範 圍 已 經 擴 大 到 電 路 設 計 、 光 罩 製 作 、 晶 圓 製 造 、 晶 圓 測 試 封 裝 ， 以 及 產 品 問 題 的 分 析 ， 幾 乎 包 括 了 所 有 工 作 。 晶 圓 的 製 造 是 整 個 電 子 資 訊 產 業 中 最 上 游 的 部 份 ， 晶 圓 產 業 的 發 展 優 劣 ， 直 接 影 響 半 導 體 工 業 。 晶 圓 代 工 廠 的 建 廠 的 初 期 投 資 成 本 相 當 的 大 ， 平 時 也 有 一 定 的 運 轉 成 本 ， 因 此 必 須 有 足 夠 的 代
31、工 定 單 維 持 一 定 的 產 能 利 用 率 ， 才 能 夠 獲 利 。 競 爭 力 是 依 賴 多 方 面 的 ， 包 括 有 設 備 、 人 員 、 技 術 、 管 理 等 ， 還 要 提 供 穩 定 、 高 良 率 、 高 性 能 與 高 產 能 的 技 術 ， 才 能 獲 得 客 戶 委 託 代 工 。 12 吋 晶 圓 廠 雖 然 可 以 有 比 8 吋 晶 圓 廠 大 的 產 能 ， 但 是 需 要 新 的 更 大 型 的 設 備 才 能 運 轉 ， 人 員 和 設 備 也 需 要 經 過 一 段 調 整 期 才 能 穩 定 達 到 足 夠 高 的 良 率 ， 才 能 發 揮
32、 最 大 的 產 能 ， 所 以 需 要 良 好 的 管 理 制 度 與 優 良 的 技 術 人 員 。 因 為 積 體 電 路 產 業 的 發 展 快 速 ， 大 約 每 2 年 就 前 進 一 個 世 代 ， 一 般 的 技 術 約 45 年 就 失 去 競 爭 力 ， 因 此 晶 圓 代 工 廠 除 了 要 有 足 夠 大 的 產 能 外 ， 最 先 進 的 製 程 技 術 的 開 發 也 是 爭 取 客 戶 定 單 必 要 的 。 1-7 臺 灣 晶 圓 發 展 現 況 台 灣 是 全 球 最 大 的 晶 圓 代 工 地 ， 佔 有 將 近 五 成 的 比 重 ， 如 圖 8 所 示
33、。 近 年 來 透 過 中 芯 國 際 、 和 艦 科 技 、 宏 力 半 導 體 等 廠 商 快 速 擴 產 的 中 國 大 陸 晶 圓 代 工 產 業 ， 則 迅 速 成 為 僅 次 於 台 灣 的 全 球 第 二 大 晶 圓 代 工 產 能 供 應 地 。 南 韓 及 新 加 坡 ， 以 些 微 的 差 距 分 居 第 三 及 第 四 大 ， 四 者 合 計 達 到 83.6%。 台 灣48.2 % 大 陸15.9 % 南 韓9.9 % 星 馬9.6 % 美 國7.7 % 日 本5.5 % 歐 洲3.2 % 圖 8 2005 年 全 球 晶 圓 代 工 產 能 分 佈 8 若 以 全 球
34、 晶 圓 代 工 12 吋 晶 圓 廠 的 產 能 供 應 ， 台 灣 佔 有 74.5%， 如 圖 9 所 示 ， 主 要 是 由 台 積 電 及 聯 電 這 兩 家 位 居 全 球 晶 圓 代 工 前 兩 大 的 公 司 所 提 供 。 美 國 在 這 部 分 則 位 居 第 二 大 ， IBM 是 主 要 的 供 應 者 。 因 此 ， 現 階 段 台 灣 及 美 國 是 12 吋 晶 圓 廠 產 能 及 技 術 的 主 導 者 。 台 灣 74.5% 星 馬 4.4% 美 國 12.9% 日 本 1.7% 大 陸 6.5% 資 料 來 源 ： Gartner(2006/01)； 工 研
35、 院 IEK 整 理 (2006/07) 圖 9 2005 年 全 球 晶 圓 代 工 12 吋 晶 圓 廠 產 能 分 佈 學 後 評 量 一 、 試說明柴式法矽單晶成長中之雜質污染來源項目。 9 二、. 試列舉柴式法矽單晶成長設備中之耗材項目。 三 、 何 謂 晶 圓 代 工 四 、 請 寫 出 台 灣 晶 圓 代 工 的 廠 商 ： 教 材 來 源 1. 半導體製程設備(Semiconductor Processing Equipment) 張勁燕著 五南出版社 2. 合 晶 科 技 股 份 有 限 公 司 3. “發光二極體之原理與製程”, 陳隆建 全華 (2006). 4. “半導體元健物理與製作技術”, 張俊彥 高立 (2001). 10
