半導(dǎo)體制造流程

1、半導(dǎo)體制造流程Ben2016/3/15u晶圓處制程（Wafer Fabrication）u晶圓針測制程（Wafer Probe）u構(gòu)裝（Packaging）u測試制程（Initial Test and Final Test）晶圓處理制程晶圓處理制程概述晶圓處理制程概述 晶圓處制程之主要工作為在硅晶圓上制作電與電子組件（如晶體管、電容體、輯閘等），為上述各制程中所需技術(shù)最復(fù)雜且資投入最多的過程，以微處器（Microprocessor）為，其所需處步驟可達百道，而其所需加工機臺先進且昂貴，動輒千萬一臺，其所需制造環(huán)境為為一溫、濕與含塵（Particle）均需控制的無塵室（Clean-Room），雖

2、然詳細(xì)的處程序是隨著產(chǎn)品種與所使用的技術(shù)有關(guān)；過其基本處步驟通常是晶圓先經(jīng)過適當(dāng)?shù)那逑矗–leaning）之后，接著進氧化（Oxidation）及積，最后進微影、蝕刻及子植入等反復(fù)步驟，以完成晶圓上電的加工與制作。晶圓處理制程融化（MeltDown）頸部成長（Neck Growth）晶冠成長（Crown Growth）晶體成長（Body Growth）尾部成長（Tail Growth） 晶柱成長制程晶圓處理制程片（Slicing）圓邊（Edge Polishing） 研磨（Lapping） 蝕刻（Etching） 表面拋光（Surface Polishing） 邊緣拋光（Edge Polish

3、ing） 拋光（Polishing） 去疵（Gettering） 晶柱切片后處理晶柱切片后處理晶圓處理制程圓邊（Edge Polishing） 晶圓處理制程拋光（Polishing）晶圓處理制程硅片厚度變化硅片厚度變化晶圓處理制程FAB 廠內(nèi)通?？煞譃樗拇髤^(qū)Photo(光刻）Etch(蝕刻)Diffusion(摻雜)Thin Film(制膜)晶圓處理制程Photo圖形轉(zhuǎn)換：圖形轉(zhuǎn)換：將設(shè)計在光罩(類似于照相底片)上的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體單芯片上光刻：光刻：光刻是集成電路制造過程中最復(fù)雜和最關(guān)鍵的工藝之一。光刻工藝?yán)霉饷舻目刮g涂層(光阻)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合刻蝕的方法把光罩圖形復(fù)制到圓硅片上，為后

4、序的摻雜、制膜膜等工藝做好準(zhǔn)備。晶圓處理制程 微影成像(lithography)決定組件式樣(pattern)尺寸(dimension)以及電接線(routing) 在黃光室內(nèi)完成,對溫.濕維持恒定的要求較其它制程高 一個現(xiàn)代的IC含有百萬個以上的獨立組件，而其尺寸通常在數(shù)微米，在此種尺寸上，并無一合適的機械加工機器可以使用，取而代之的是微電子中使用紫外光的圖案轉(zhuǎn)換(Patterning),這個過程是使用光學(xué)的圖案以及光感應(yīng)膜將圖案轉(zhuǎn)上基板,此種過程稱為光刻微影(photolithography）光罩是半導(dǎo)體業(yè)、IC(集成電路)制作時所需的一種模具，其系利用光罩上之圖形，經(jīng)曝光之制程將圖形覆制

5、于晶圓（WAFER）晶圓處理制程曝光（exposure） 在光刻微影過程，首先為光阻涂布，先將適光阻滴上基板中心，而基板是置于光阻涂 布機 的真空吸盤上，轉(zhuǎn)盤以每分鐘千轉(zhuǎn)之轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)30-60秒，使光阻均勻涂布在 基板上，轉(zhuǎn)速與旋轉(zhuǎn)時間，依所需光阻厚而定。 曝照于紫外光中，會使得光阻的溶解改變。紫外光通過光罩照射于光阻上，而在光照及陰影處產(chǎn)生相對應(yīng)的圖形，而受光照射的地方，光阻的溶解產(chǎn)生變化，稱之 為光化學(xué)反應(yīng)， 而陰影處的沒有變化，這整個過稱之為曝光（exposure）。晶圓處理制程顯影(Development) 在曝光之后，用顯影劑清洗基板 ，將光阻高溶解率部份去除，這個步驟稱之為顯影(D

6、evelopment)，而光阻去除的部份依同型態(tài)的光阻而有同，去除部份可以是被光照射部份或是陰影部份，如果曝光增加光阻的溶解率，則此類光阻為正光阻，如果曝光低光阻的溶解率，則稱此類光阻為負(fù)光阻。在顯影后，以蝕刻液來蝕刻含在有圖案（pattern）光阻的基板蝕刻液去除未受光阻保護的基板部份，而受光阻保護部份，則未受蝕刻。最后，光阻被去除，而基板上則保有被制的圖案。 晶圓處理制程蝕刻蝕刻 蝕刻制程是將電布局移轉(zhuǎn)到芯片上之關(guān)鍵步驟，包括蝕刻及蝕刻后清洗部份 經(jīng)過黃光定義出我們所需要的電圖，把要的部份去除掉，此去除的 步驟就稱 之為蝕刻. 蝕刻分為干蝕刻和濕蝕刻兩種晶圓處理制程Diffusion摻雜工

7、藝（擴散與離子注入）通過摻雜可以在硅襯底上形成不同類型的半導(dǎo)體區(qū)域，構(gòu)成各種器件結(jié)構(gòu)。摻雜工藝的基本思想就是通過某種技術(shù)措施，將一定濃度的價元素，如硼，或價元素，如磷、砷等摻入半導(dǎo)體襯底。摻雜：將需要的雜質(zhì)摻入特定的半導(dǎo)體區(qū)域中，以達到改變半導(dǎo)體電學(xué)性質(zhì)，形成PN結(jié)、電阻、歐姆接觸磷(P)、砷(As) N型硅硼(B) P型硅摻雜工藝：擴散、離子注入晶圓處理制程 離子注入離子注入是另一種摻雜技術(shù)，離子注入摻雜也分為兩個步驟：離子注入和退火再分布。離子注入是通過高能離子束轟擊硅片表面，在摻雜窗口處，雜質(zhì)離子被注入硅本體，在其他部位，雜質(zhì)離子被硅表面的保護層屏蔽，完成選擇摻雜的過程。進入硅中的雜質(zhì)離

8、子在一定的位置形成一定的分布。通常，離子注入的深度(平均射程)較淺且濃度較大，必須重新使它們再分布。摻雜深度由注入雜質(zhì)離子的能量和質(zhì)量決定，摻雜濃度由注入雜質(zhì)離子的數(shù)目(劑量)決定。 晶圓處理制程 退火，退火，也叫熱處理，集成電路工藝中所有的在氮氣等不活潑氣氛中進行的熱處理過程都可以稱為退火。由于高能粒子的撞擊，導(dǎo)致硅結(jié)構(gòu)的晶格發(fā)生損傷。為恢復(fù)晶格損傷，在離子注入后要進行退火處理，根據(jù)注入的雜質(zhì)數(shù)量不同，退火溫度一般在450950之間。 退火作用退火作用 激活雜質(zhì)：使不在晶格位置上的離子運動到晶格位置，以便具有電活性，產(chǎn)生自由載流子，起到激活雜質(zhì)的作用 消除損傷晶圓處理制程制膜制膜氧化：制備S

9、iO2層SiO2的性質(zhì)及其作用SiO2是一種十分理想的電絕緣材料，它的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，室溫下它只與氫氟酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)晶圓處理制程二氧化硅層的主要作用：二氧化硅層的主要作用：在MOS電路中作為MOS器件的絕緣柵介質(zhì)，是MOS器件的組成部分?jǐn)U散時的掩蔽層，離子注入的(有時與光刻膠、Si3N4層一起使用)阻擋層作為集成電路的隔離介質(zhì)材料作為電容器的絕緣介質(zhì)材料作為多層金屬互連層之間的介質(zhì)材料作為對器件和電路進行鈍化的鈍化層材料晶圓處理制程SiOSiO2 2的制備方法的制備方法熱氧化法化學(xué)氣相淀積法(CVD)熱分解淀積法濺射法晶圓處理制程化學(xué)氣相淀積化學(xué)氣相淀積(Chemical Vapor Deposition) 是通過氣態(tài)物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)在襯底上淀積一層薄膜材料的過程CVD技術(shù)特點： 具有淀積溫度低、薄膜成分和厚度易于控制、均勻性和重復(fù)性好、臺階覆蓋優(yōu)良、適用范圍廣、設(shè)備簡單等一系列優(yōu)