長晶製程完整流程圖
依公開資料整理的一般流程示意，各矽晶圓廠的實際步驟與條件不同。
矽晶圓製造：從長晶到拋光片（上游）
所有晶片的起點。矽晶圓廠把純度 99.999999999%（11 個 9）的多晶矽熔化，用柴氏長晶法（CZ）拉出一根直徑 300 毫米、長約兩公尺的單晶矽棒，再切片、研磨、拋光到奈米級平坦，才交給晶圓廠做後面 4 種產品。功率元件用的碳化矽（SiC）晶圓則用昇華法（PVT）長晶，一小時只長零點幾毫米，是碳化矽晶圓貴的主因。
共 34 道製程（框起來重複的步驟只算一次）
時事AI 伺服器帶動先進製程與 HBM 擴產，12 吋矽晶圓需求回升；碳化矽晶圓則正從 6 吋轉向 8 吋，電動車與充電樁是主要用途。全球 12 吋矽晶圓由前五大廠供應九成以上，台灣也有大廠。
怎麼讀：每個模組一排、由上往下；每一站由上往下做，沿藍色箭頭接到下一站。點任一格可看說明。
- 多晶矽原料第 1–4 道
- 1電子級多晶矽進料純度 11N
- 2原料清洗酸洗去表面污染
- 3配料・摻質秤重硼（P 型）或磷（N 型）
- 4裝入石英坩堝
- 長晶第 5–12 道
- 5抽真空・充氬氣長晶爐
- 6熔融約 1420°C 熔化多晶矽
- 7下晶種
- 8縮頸排除差排
- 9放肩直徑逐漸放大到 300 mm
- 10等徑生長晶棒主體，長約 2 公尺
- 11收尾
- 12冷卻・取出晶棒
- 晶棒加工第 13–16 道
- 13晶棒檢測電阻率・氧含量・結晶缺陷
- 14去頭尾・切段
- 15外徑研磨
- 16定位槽加工Notch
- 切片與成形第 17–22 道
- 17多線切割鑽石線鋸
- 18切片後清洗・去膠
- 19倒角邊緣磨圓防崩邊
- 20雙面研磨Lapping／Grinding
- 21化學蝕刻去除損傷層
- 22施體消除退火Donor Killer
- 拋光第 23–25 道
- 23雙面拋光DSP
- 24邊緣拋光
- 25最終拋光單面精拋
- 清洗與檢驗第 26–30 道
- 26最終清洗RCA 清洗
- 27平坦度量測
- 28表面微粒檢測
- 29磊晶磊晶片才做
- 30磊晶後檢驗磊晶片才做
- 出貨第 31–34 道
- 31出貨檢驗外觀・缺陷・資料核對
- 32裝入晶圓運送盒FOSB
- 33真空防潮包裝防潮袋＋乾燥劑，抽真空封口
- 34送往晶圓廠接晶圓製造
- ✓ 拋光片完成，送往晶圓廠
三種長晶方法比較
| 方法 | 怎麼長 | 晶圓尺寸 | 用在哪裡 |
|---|---|---|---|
| 柴氏法（CZ） | 在石英坩堝裡熔化矽，晶種邊轉邊往上拉 | 最大 12 吋 | 絕大多數晶片：邏輯、記憶體、一般功率元件 |
| 浮區法（FZ） | 不用坩堝，用線圈加熱讓晶棒局部熔化、一段段往上移，含氧量極低 | 多為 8 吋以下 | 高壓功率元件、感測器等要求高電阻率的產品 |
| 昇華法（PVT） | 碳化矽粉末在 2,000°C 以上昇華，氣體在晶種上慢慢沉積 | 6 吋為主、轉向 8 吋 | 碳化矽（SiC）功率元件：電動車、充電樁 |
常見問題
長晶是什麼？
長晶是把高純度多晶矽熔化，再用一小根晶種慢慢往上拉，讓矽原子照著晶種的排列方向凝固，長成一整根結晶方向一致的單晶矽棒。晶棒切片、拋光後就是晶圓，是所有晶片的原料。
長晶算半導體前段製程嗎？
不算。前段製程指晶圓廠在晶圓上做電路，長晶是做晶圓本身的材料製程，由矽晶圓廠負責，在產業鏈上屬於上游材料。
為什麼長晶要先「縮頸」？
晶種剛碰到矽液時，熱衝擊會在晶體裡產生差排（排列錯位）。先把晶種拉成只有幾毫米粗的細頸，讓差排從側面排出去，之後放大直徑長出來的才是沒有差排的完美單晶。
一根 12 吋晶棒可以切幾片晶圓？
12 吋晶棒長約兩公尺，扣掉頭尾錐體與規格不合的段落，再依晶圓厚度與鑽石線的切割損耗計算，一根大約可以切出上千片。
拋光片和磊晶片差在哪？
拋光片是切片、研磨、拋光後直接出貨的晶圓；磊晶片是在拋光片上再長一層幾微米的單晶矽，能更精準控制這層的摻雜與缺陷，多用在功率元件與部分邏輯晶片。
碳化矽（SiC）晶圓為什麼特別貴？
碳化矽沒辦法像矽一樣熔化再拉晶，要在約 2,000°C 以上用昇華法（PVT）讓碳化矽氣體慢慢沉積成晶體，一小時只長零點幾毫米，一爐只長出幾公分高的晶錠；材料又很硬，切割、研磨都比矽慢，所以良率低、成本高。
長晶、切片設備怕電壓驟降跳機？
一根晶棒要拉好幾天，長晶爐或線切割機停一次，整根晶棒或整爐切片都可能報廢。瞬間壓降保護器 VSP只保護控制迴路，1 毫秒內切換。把你的設備與用電條件告訴我們，我們協助評估。
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