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晶圆制造工艺流程.doc

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晶圆制造工艺流程 1、 表面清洗 2、 初次氧化 3、 CVD(Chemical Vapor deposition) 法沉积一层 Si3N4 (Hot CVD 或 LPCVD) 。 (1)常压 CVD (Normal Pressure CVD) (2)低压 CVD (Low Pressure CVD) (3)热 CVD (Hot CVD)/(thermal CVD) (4)电浆增强 CVD (Plasma Enhanced CVD) (5)MOCVD (Metal Organic   CVD) & 分子磊晶成长 (Molecular Beam Epitaxy) (6)外延生长法 (LPE) 4、 涂敷光刻胶 (1)光刻胶的涂敷 (2)预烘 (pre bake) (3)曝光 (4)显影 (5)后烘 (post bake) (6)腐蚀 (etching) (7)光刻胶的去除 5、 此处用干法氧化法将氮化硅去除 6 、离子布植将硼离子 (B+3) 透过 SiO2 膜注入衬底,形成 P 型阱 7、 去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理 8、 用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷 (P+5) 离子,形成 N 型阱 9、 退火处理,然后用 HF 去除 SiO2 层 10、干法氧化法生成一层 SiO2 层,然后 LPCVD 沉积一层氮化硅 11、利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层 12、湿法氧化,生长未有氮化硅保护的 SiO2 层,形成 PN 之间的隔离区 13、热磷酸去除氮化硅,然后用 HF 溶液去除栅隔离层位置的 SiO2 ,并重新生成品质更好的 SiO2 薄膜 , 作为栅极氧化层。 14、LPCVD 沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成 SiO2 保护层。 15、表面涂敷光阻,去除 P 阱区的光阻,注入砷 (As) 离子,形成 NMOS 的源漏极。用同样的方法,在 N 阱区,注入 B 离子形成 PMOS 的源漏极。 16、利用 PECVD 沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理。 17、沉积掺杂硼磷的氧化层 18、濺镀第一层金属 (1) 薄膜的沉积方法根据其用途的不同而不同,厚度通常小于 1um 。 (2) 真空蒸发法( Evaporation Deposition ) (3) 溅镀( Sputtering Deposition ) 19、光刻技术定出 VIA 孔洞,沉积第二层金属,并刻蚀出连线结构。然后,用 PECVD 法氧化层和氮化硅保护层。 20、光刻和离子刻蚀,定出 PAD 位置 21、最后进行退火处理,以保证整个 Chip 的完整和连线的连接性   晶圆制造总的工艺流程 芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序(Wafer Fabrication)、晶圆针测工序(Wafer Probe)、构装工序(Packaging)、测试工序(Initial Test and Final Test)等几个步骤。其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段(Front End)工序,而构装工序、测试工序为后段(Back End)工序。 1、晶圆处理工序:本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件(如晶体管、电容、逻辑开关等),其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关,但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗,再在其表面进行氧化及化学气相沉积,然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。 2、晶圆针测工序:经过上道工序后,晶圆上就形成了一个个的小格,即晶粒,一般情况下,为便于测试,提高效率,同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品;但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测(Probe)仪对每个晶粒检测其电气特性,并将不合格的晶粒标上记号后,将晶圆切开,分割成一颗颗单独的晶粒,再按其电气特性分类,装入不同的托盘中,不合格的晶粒则舍弃。 3、构装工序:就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接,以作为与外界电路板连接之用,最后盖上塑胶盖板,用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。到此才算制成了一块集成电路芯片(即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色,两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块)。 4、测试工序:芯片制造的最后一道工序为测试,其又可分为一般测试和特殊测试,前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性,如消耗功率、运行速度、耐压度等。经测试后的芯片,依其电气特性划分为不同等级。而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数,从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试,看是否能满足客户的特殊需求,以决定是否须为客户设计专用芯片。经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。而未通过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品   ETCH   何谓蚀刻(Etch)?   答:将形成在晶圆表面上的薄膜全部,或特定处所去除至必要厚度的制程。   蚀刻种类:   答:(1) 干蚀刻(2) 湿蚀刻   蚀刻对象依薄膜种类可分为:   答:poly,oxide, metal   何谓 dielectric 蚀刻(介电质蚀刻)?   答:Oxide etch and nitride etch   半导体中一般介电质材质为何?   答:氧化硅/氮化硅   何谓湿式蚀刻   答:利用液相的酸液或溶剂;将不要的薄膜去除   何谓电浆 Plasma?   答:电浆是物质的第四状态.带有正,负电荷及中性粒子之总和;其中包含电子,正离子,负离子,中性分子,活性基及发散光子等,产生电浆的方法可使用高温或高电压.   何谓干式蚀刻?   答:利用plasma将不要的薄膜去除   何谓Under-etching(蚀刻不足)?   答:系指被蚀刻材料,在被蚀刻途中停止造成应被去除的薄膜仍有残留   何谓Over-etching(过蚀刻 )   答:蚀刻过多造成底层被破坏   何谓Etch rate(蚀刻速率)   答:单位时间内可去除的蚀刻材料厚度或深度   何谓Seasoning(陈化处理)   答:是在蚀刻室的清净或更换零件后,为要稳定制程条件,使用仿真(dummy) 晶圆进行数次的蚀刻循环。   Asher的主要用途:   答:光阻去除   Wet bench dryer 功用为何?   答:将晶圆表面的水份去除   列举目前Wet bench dry方法:   答:(1) Spin Dryer (2) Marangoni dry (3) IPA Vapor Dry   何谓 Spin Dryer   答:利用离心力将晶圆表面的水份去除   何谓 Maragoni Dryer   答:利用表面张力将晶圆表面的水份去除   何谓 IPA Vapor Dryer   答:利用IPA(异丙醇)和水共溶原理将晶圆表面的水份去除   测Particle时,使用何种测量仪器?   答:Tencor Surfscan   测蚀刻速率时,使用何者量测仪器?   答:膜厚计,测量膜厚差值   何谓 AEI   答:After Etching Inspection 蚀刻后的检查   AEI目检Wafer须检查哪些项目:   答:(1) 正面颜色是否异常及刮伤 (2) 有无缺角及Particle (3)刻号是否正确   金属蚀刻机台转非金属蚀刻机台时应如何处理?   答:清机防止金属污染问题   金属蚀刻机台asher的功用为何?   答:去光阻及防止腐蚀   金属蚀刻后为何不可使用一般硫酸槽进行清洗?   答:因为金属线会溶于硫酸中   "Hot Plate"机台是什幺用途?   答:烘烤   Hot Plate 烘烤温度为何?   答:90~120 度C   何种气体为Poly ETCH主要使用气体?   答:Cl2, HBr, HCl   用于Al 金属蚀刻的主要气体为   答:Cl2, BCl3   用于W金属蚀刻的主要气体为   答:SF6   何种气体为oxide vai/contact ETCH主要使用气体?   答:C4F8, C5F8, C4F6   硫酸槽的化学成份为:   答:H2SO4/H2O2   AMP槽的化学成份为:   答:NH4OH/H2O2/H2O   UV curing 是什幺用途?   答:利用UV光对光阻进行预处理以加强光阻的强度   "UV curing"用于何种层次?   答:金属层   何谓EMO?   答:机台紧急开关   EMO作用为何?   答:当机台有危险发生之顾虑或已不可控制,可紧急按下   湿式蚀刻门上贴有那些警示标示?   答:(1) 警告.内部有严重危险.严禁打开此门 (2) 机械手臂危险. 严禁打开此门 (3) 化学药剂危险. 严禁打开此门   遇化学溶液泄漏时应如何处置?   答:严禁以手去测试漏出之液体. 应以酸碱试纸测试. 并寻找泄漏管路.   遇 IPA 槽着火时应如何处置??   答:立即关闭IPA 输送管路并以机台之灭火器灭火及通知紧急应变小组   BOE槽之主成份为何?   答:HF(氢氟酸)与NH4F(氟化铵).   BOE为那三个英文字缩写 ?   答:Buffered Oxide Etcher 。   有毒气体之阀柜(VMB)功用为何?   答:当有毒气体外泄时可利用抽气装置抽走,并防止有毒气体漏出   电浆的频率一般13.56 MHz,为何不用其它频率?   答:为避免影响通讯品质,目前只开放特定频率,作为产生电浆之用,如380~420KHz ,13.56MHz,2.54GHz等   何谓ESC(electrical static chuck)   答:利用静电吸附的原理, 将 Wafer 固定在极板 (Substrate) 上   Asher主要气体为   答:O2   Asher机台进行蚀刻最关键之参数为何?   答:温度   简述TURBO PUMP 原理   答:利用涡轮原理,可将压力抽至10-6TORR   热交换器(HEAT EXCHANGER)之功用为何?   答:将热能经由介媒传输,以达到温度控制之目地   简述BACKSIDE HELIUM COOLING之原理?   答:藉由氦气之良好之热传导特性,能将芯片上之温度均匀化   ORIENTER 之用途为何?    答:搜寻notch边,使芯片进反应腔的位置都固定,可追踪问题   简述EPD之功用   答:侦测蚀刻终点;End point detector利用波长侦测蚀刻终点   何谓MFC?   答:mass flow controler气体流量控制器;用于控制 反应气体的流量   GDP 为何?   答:气体分配盘(gas distribution plate)   GDP 有何作用?   答:均匀地将气体分布于芯片上方   何谓 isotropic etch?   答:等向性蚀刻;侧壁侧向蚀刻的机率均等   何谓 anisotropic etch?   答:非等向性蚀刻;侧壁侧向蚀刻的机率少   何谓 etch 选择比?   答:不同材质之蚀刻率比值   何谓AEI CD?   答:蚀刻后特定图形尺寸之大小,特征尺寸(Critical Dimension)   何谓CD bias?   答:蚀刻CD减蚀刻前黄光CD   简述何谓田口式实验计划法?   答:利用混合变因安排辅以统计归纳分析   何谓反射功率?   答:蚀刻过程中,所施予之功率并不会完全地被反应腔内接收端所接受,会有部份值反射掉,此反射之量,称为反射功率   Load Lock 之功能为何?   答:Wafers经由loadlock后再进出反应腔,确保反应腔维持在真空下不受粉尘及湿度的影响.   厂务供气系统中何谓 Bulk Gas ?   答:Bulk Gas 为大气中普遍存在之制程气体, 如 N2, O2, Ar 等.   厂务供气系统中何谓Inert Gas?   答:Inert Gas 为一些特殊无强烈毒性的气体, 如 NH3, CF4, CHF3, SF6 等.   厂务供气系统中何谓Toxic Gas ?   答:Toxic Gas 为具有强烈危害人体的毒性气体, 如 SiH4, Cl2, BCl3 等.   机台维修时,异常告示排及机台控制权应如何处理?   答:将告示牌切至异常且将机台控制权移至维修区以防有人误动作   冷却器的冷却液为何功用 ?   答:传导热   Etch之废气有经何种方式处理 ?   答:利用水循环将废气溶解之后排放至废酸槽   何谓RPM?   答:即Remote Power Module,系统总电源箱.   火灾异常处理程序   答:(1) 立即警告周围人员. (2) 尝试 3 秒钟灭火. (3) 按下EMO停止机台. (4) 关闭 VMB Valve 并通知厂务. (5) 撤离.   一氧化碳(CO)侦测器警报异常处理程序   答:(1) 警告周围人员. (2) 按 Pause 键,暂止 Run 货. (3) 立即关闭 VMB 阀,并通知厂务. (4) 进行测漏.   高压电击异常处理程序   答:(1) 确认安全无虑下,按 EMO键(2) 确认受伤原因(误触电源,漏水等)(3) 处理受伤人员   T/C (传送Transfer Chamber) 之功能为何 ?   答:提供一个真空环境, 以利机器手臂在反应腔与晶舟间传送 Wafer,节省时间.   机台PM时需佩带面具否   答:是,防毒面具   机台停滞时间过久run货前需做何动作   答:Seasoning(陈化处理)   何谓Seasoning(陈化处理)   答:是在蚀刻室的清净或更换零件后,为要稳定制程条件,使用仿真(dummy) 晶圆进行数次的蚀刻循环。   何谓日常测机   答:机台日常检点项目, 以确认机台状况正常   何谓WAC (Waferless Auto Clean)   答:无wafer自动干蚀刻清机   何谓Dry Clean   答:干蚀刻清机   日常测机量测etch rate之目的何在?   答:因为要蚀刻到多少厚度的film,其中一个重要参数就是蚀刻率   操作酸碱溶液时,应如何做好安全措施?   答:(1) 穿戴防酸碱手套围裙安全眼镜或护目镜(2) 操作区备有清水与水管以备不时之需(3) 操作区备有吸酸棉及隔离带   如何让chamber达到设定的温度?   答:使用heater 和 chiller   Chiller之功能为何?   答:用以帮助稳定chamber温度   如何在chamber建立真空?   答:(1) 首先确立chamber parts组装完整(2) 以dry pump作第一阶段的真空建立(3) 当圧力到达100mTD寺再以turbo pump 抽真空至1mT以下   真空计的功能为何?   答:侦测chamber的压力,确保wafer在一定的压力下 process   Transfer module 之robot 功用为何?   答:将wafer 传进chamber与传出chamber之用   何谓MTBC? (mean time between clean)   答:上一次wet clean 到这次wet clean 所经过的时间   RF Generator 是否需要定期检验?   答:是需要定期校验;若未校正功率有可能会变化;如此将影响电浆的组成   为何需要对etch chamber温度做监控?   答:因为温度会影响制程条件;如etching rate/均匀度   为何需要注意dry pump exhaust presure (pump 出口端的气压)?   答:因为气压若太大会造成pump 负荷过大;造成pump 跳掉,影响chamber的压力,直接影响到run货品质   为何要做漏率测试? (Leak rate )   答: (1) 在PM后PUMP Down 1~2小时后;为确保chamber Run 货时,无大气进入chambe 影响chamber GAS 成份(2) 在日常测试时,为确保chamber 内来自大气的泄漏源,故需测漏   机台发生Alarm时应如何处理?   答:(1) 若为火警,立即圧下EMO(紧急按钮),并灭火且通知相关人员与主管(2) 若是一般异常,请先检查alarm 讯息再判定异常原因,进而解决问题,若未能处理应立即通知主要负责人   蚀刻机台废气排放分为那几类?   答:一般无毒性废气/有毒酸性废气排放   蚀刻机台使用的电源为多少伏特(v)?   答:208V 三相   干式蚀刻机台分为那几个部份?   答:(1) Load/Unload 端 (2) transfer module (3) Chamber process module (4) 真空系统 (5) GAS system (6) RF system 在半导体程制中,湿制程(wet processing)分那二大頪?   答:(1) 晶圆洗净(wafer cleaning) (2) 湿蚀刻(wet etching).   晶圆洗净(wafer cleaning)的设备有那几种?   答:(1) Batch type(immersion type): a) carrier type b)Cassetteless type (2) Single wafer type(spray type)   晶圆洗净(wafer cleaning)的目的为何?   答:去除金属杂质,有机物污染及微尘.   半导体制程有那些污染源?   答:(1) 微粒子(2) 金属(3) 有机物(4) 微粗糙(5) 天生的氧化物   RCA清洗制程目的为何?   答:于微影照像后,去除光阻,清洗晶圆,并做到酸碱中和,使晶圆可进行下一个制程.   洗净溶液 APM(SC-1)--> NH4OH:H2O2:H2O的目的为何?   答:去除微粒子及有机物   洗净溶液 SPM--> H2SO4:H2O2:H2O的目的为何?   答:去除有机物   洗净溶液 HPM(SC-2)--> HCL:H2O2:H2O的目的为何?   答:去除金属   洗净溶液 DHF--> HF:H2O(1:100~1:500)的目的为何?   答:去除自然氧化膜及金属   洗净溶液 FPM--> HF:H2O2:H2O的目的为何?   答:去除自然氧化膜及金属   洗净溶液 BHF(BOE)--> HF:NH4F的目的为何?   答:氧化膜湿式蚀刻   洗净溶液 热磷酸--> H3PO4的目的为何?   答:氮化膜湿式蚀刻   0.25微米逻辑组件有那五种标准清洗方法?   答:(1) 扩散前清洗(2) 蚀刻后清洗(3) 植入后清洗(4) 沉积前洗清 (5) CMP后清洗   超音波刷洗(ultrasonic scrubbing)目的为何?   答:去除不溶性的微粒子污染   何谓晶圆盒(POD)清洗?   答:利用去离子水和界面活性剂(surfactant),除去晶圆盒表面的污染.   高压喷洒(high pressure spray)或刷洗去微粒子在那些制程之后?   答:(1) 锯晶圆(wafer saw) (2) 晶圆磨薄(wafer lapping) (3) 晶圆拋光(wafer polishing) (4) 化学机械研磨   晶圆湿洗净设备有那几种?   答:(1) 多槽全自动洗净设备 (2) 单槽清洗设备 (3) 单晶圆清洗设备.   单槽清洗设备的优点?   答:(1) 较佳的环境制程与微粒控制能力. (2) 化学品与纯水用量少. (3) 设备调整弹性度高.   单槽清洗设备的缺点?   答:(1) 产能较低. (2) 晶圆间仍有互相污染   单晶圆清洗设备未来有那些须要突破的地方?   答:产能低与设备成熟度
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