半導(dǎo)體材料應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展前景精

1、Faith Endurance ExHArvGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTD原題目：半導(dǎo)體材料應(yīng)用技術(shù)及發(fā)展前景半導(dǎo)體材料對(duì)集成電路圓片成品率的影聞?dòng)老?007年5月18日Hangzhou Silan Integrated Circuit Co.： Ltd.誠(chéng) C；Faith Endurance Ex30& No.10 Road, East HETZ, Hangzhou, Zhejiang, China 310018杭州士蘭集成電路有限公司杭州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)東區(qū)W號(hào)路308號(hào)HArvGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT CO.

2、LTD報(bào)告內(nèi)容、半導(dǎo)體材料應(yīng)用技術(shù)二、集成電路圓片成品率的重要性三、影響成品率的因素四、總結(jié)、半導(dǎo)體材料應(yīng)用技術(shù)（一）半導(dǎo)體材料在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的應(yīng)用芯片設(shè)計(jì)芯片制造測(cè)試封裝管芯制造材料封裝材料在半導(dǎo)體材料市場(chǎng)中, 管芯制造材料通常占總額 的60%以上，其中大部分 來自硅片如果將硅片及掩模這 兩大類加在一起，又要占 到管芯制造材料的60%.硅片掩模光刻膠及附屬品 化學(xué)試劑氣體濺射靶CMP磨料引線框架塑料成形襯丿鍵合絲可彎曲村底 陶瓷封裝 模塑樹脂 管芯鍵合材3htAhiGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTD（二）管芯制造材料集成電路芯片制造中的應(yīng)用Faith

3、 Endurance Ex成品測(cè)試勻 光 刻*曝4顯膠光形CP SortWATsow INTEGRATED CIRCUIT co., LTDM； 忍耐Faith Endurance Ex芯片與集成電路SOW INTEGRATED CIRCUIT CO., LTDM； 忍耐Faith Endurance Ex集成電路剖面結(jié)構(gòu)示意圖Bip olar TransistorAf、NMOSurn 'M-2HA IH.G -Hl'.1 '' IB G MrN weiN-WellP. SuMrateFaith Endurance Ex150200桂片直經(jīng)W% % Y $ $Z

4、O AZ OO 4Q/ QZ OO 0O OO £令相駆阻厭飛案二、集成電路芯片成品率的重要性(-)客戶需求1、客戶成本：成品率低意味著圓片上有較多的壞芯片，有效芯片減i 但是圓片的測(cè)試、減薄、劃片等后續(xù)工序的工作量并沒有滅少，而且增; 粒工序的工作量，所以成品率低，客戶的有效產(chǎn)出低，成本增加；2、芯片的可靠性問題：成品率低意味著圓片在加工過程中有較多的4 壞芯片周圍的所謂“好”芯片，可能存在同樣的缺陷，只是缺陷比較輕4 沒有測(cè)試出來，但是存在可靠性的問題.所以，客戶通常提出要“無(wú)缺I 片”，或者拒絕接受成品率低于60或70%的圓片.HAhiGZHOuSILM INTEGRATED

5、CIRCUIT CO. LTD3、硅片有效利用面積：從客戶的 角度，希望拿到有效利用面積比較 大的圓片，這也是晶圓尺寸越來越 大的原因之一 由右圖可以看出，硅片直徑越 大，有效利用面積的百分比越大.圓片成品率越高，意味著可以 充分利用圓片的有效利用面積，尤 其對(duì)于小尺寸圓片，意義更為重大.硅片直徑與有效利用面積之(邊緣5mm區(qū)城為無(wú)效區(qū)HASKiZHOu SILM INTEGRATED CIRCUIT CO. LTDFaith ErxKKance Ex(-)工藝技術(shù)需求1、單項(xiàng)工藝：工藝復(fù)雜，技術(shù)含量高，為保證產(chǎn)品的成品率, 必須每道工序精確控制；2、工藝流程長(zhǎng)：從投片到產(chǎn)出經(jīng)過幾百道工序，經(jīng)

6、歷幾個(gè)月 的時(shí)間，只要有一道工序有問題，則前功盡棄，除光刻工序外, 其它幾乎無(wú)返工的機(jī)會(huì)，可見，成品率就顯得尤為重要.Faith ErxKKance ExHASKiZHOu SILM INTEGRATED CIRCUIT CO. LTD（三）成本需求1、投資大：設(shè)備基本是進(jìn)口；2、運(yùn)行成本高：動(dòng)力運(yùn)行成本，保證車間恒溫恒濕和高潔凈 度的維護(hù)成本；3、材料成本：尤其是硅片成本，從以上客戶、工藝技術(shù)和成本需求分析可以看出，提高集成 電路圓片成品率的意義特別重大，是集成電路制造企業(yè)最重要的 質(zhì)*指標(biāo).成品率除了與工藝技術(shù)和生產(chǎn)控制有關(guān)外，制造過程中使用 的各種材料的質(zhì)量情況對(duì)成品率的提升有重要彩響.

7、Faith Endurance ExHANGZHOU SILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTD三.影響成品率的因素(一)硅片的內(nèi)在質(zhì)量類別技術(shù)指標(biāo)類型影響因*晶體 結(jié)構(gòu)仃)晶向利用晶體結(jié)構(gòu)和器件特性，不同工藝采用不同(2)晶向偏差影響器件特性(3)位錯(cuò)影響芯片的漏電、耐壓等可靠性指標(biāo)(4)層錯(cuò)化學(xué) 成分(1)摻雜(P/N)不同工藝采用不同摻雜類型(2)電阻率摻雜濃度決定，但畏均勻性特別重要(3)氧含量在制造過程中易引起晶體缺陷，從而影響件 電壓等特性，芯片的可靠性降低.(4)碳含量HANGZHOU SILM INTEGRATED CIRCUIT CO. LTDFaith

8、Endurance Ex(二)線條的影響1.光刻線條的影響因素:(1)光刻膠:忖"Trf?和i分辨率：圖形的分辨能力DOF特性：光刻機(jī)焦距的容忍度水份：產(chǎn)生表面缺陷，如: 固體含*:顯影效果 粘度：膠厚度及均勻性氣泡嚴(yán)1 纟1曠(2)顯影液: 成分的穩(wěn)定:Q血;；««Faith Endurance ExHANGZHOU SILM INTEGRATED CIRCUIT CO. LTD(3)硅片 平整度/局部平整度/彎曲度/翹曲度:彩響曝光均勻性.(4)光刻板：線條精度Courtesy o4 Sibcon Valley GroupHANGZHOU SILM INTEG

9、RATED CIRCUIT CO. LTD血;；««Faith Endurance Ex2.蝕刻線條的影響(1)a法蝕刻 化學(xué)品的純度 配比的精度：如BOE/PAE/PAD 表面張力Before EtchBlockingisotropic undercut T(2)干法蝕刻氣體的純度氣體成分的穩(wěn)定性After Isotropic Etchs法蝕刻示意圖縫仃；忠MFaith Endurance ExHAhiGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTDHAhiGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTD(三)顆粒的影響顆粒

10、來源：Faith Endurance Ex(1)硅片)化學(xué)品)氣體(4罩.手套等)潔凈材料:(5 )用具：如: 片機(jī)-夾具等如：無(wú)塵衣 口片舟-片盒.導(dǎo)顯彩后勻膠前產(chǎn)酸液或等離子如何進(jìn)入?(6 )車間環(huán)境：高效過濾器(7 )人為因素：如：車間外帶入. 人員的走動(dòng)-操作動(dòng)作等HAhiGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTD(四)金屬離子P型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入少量 的三價(jià)元素雜質(zhì)，多數(shù)載流子是空穴，少 數(shù)載流子是電子N型半導(dǎo)體：在本征半導(dǎo)體中摻入少量 的五價(jià)元素雜質(zhì)，多數(shù)載流子是電子，少 數(shù)載流子是空穴金屬：自由電子所以，金屬在集成電路芯片制造中有非 *嚴(yán)重

11、的危*性，尤其嚴(yán)重的是Na匕主要來源：所有材料都有可能生的顆粒產(chǎn)生的顆粒彩響示意圖Faith Endurance Exp型半導(dǎo)體N型半©0 0 O OOOO OOOO QQPQ QQQQ OOOO qqqOOQQQQQQQEM*H!Fn結(jié)反向電壓(五)靜電的影響半導(dǎo)體制造中靜電的危害可分為兩類:1、由靜電引力引起的浮游塵埃的吸附(塵埃顆粒危害性前面已述) 2、由靜電放電引起的介質(zhì)擊穿集成電路芯片的集成度越來越高，導(dǎo)線間距越來越小，絕緣膜越來力薄，致使耐擊穿電壓也愈來愈低.在生產(chǎn)流程中，生產(chǎn)過程、硅片運(yùn)輸、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)等過程中所產(chǎn)生白 靜電電壓卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其擊穿電壓閾值，這就可能造成器件的

12、擊穿或失效， 降低電路的可靠性和圓片成品率.Faith Endurance ExHAhiGZHOuSILM INTEGRATED CIRCUIT CO. LTD靜電的來源：摩擦主要產(chǎn)生于：(1 )人員的動(dòng)作：鞋與地板、衣服間的摩擦、操作動(dòng)作產(chǎn)生的摩擦(2 )硅片與夾具、硅片與片舟、片舟與片盒，器具與工作臺(tái)、設(shè)備 移動(dòng)硅片等.車間的摩擦無(wú)所不在，無(wú)時(shí)不有，如果產(chǎn)生的靜電積累于硅片，. 品有致命的影響.所以，車間使用的材料和具必須可以防靜電產(chǎn)生或者可以有效;靜電.MM 忠MFaith Endurance ExMM 忠MFaith Endurance ExhtANGZHUuSILM INTEGRATED CIRCUIT co. LTD（一）集成電路芯片制造具有投資大、技術(shù)復(fù)雜、工藝流程長(zhǎng)等特點(diǎn) 工藝技術(shù)和成本的角度分析，提高產(chǎn)品的成品率尤其重要.（二）產(chǎn)品的可靠性和圓片成品率受硅片的缺陷.化學(xué)品材料的