半導體制造技術

1、半導體制造技術-(美)Michael Ciuik Julian Serda著 韓鄭生等譯 電子工業(yè)出版社微電子制造科學原理與工程技術(第二版) (美)StephenA.Camphell著 曾瑩等譯 電子工業(yè)出版社微電子制造： 圓片生成氧化層光 刻： 淀積電阻材料形成電阻材料 淀積絕緣層形成絕緣層 淀積絕緣層形成絕緣層薄膜淀積： 濺射和蒸發(fā)（物理過程） 濺射Ar+轟擊含有淀積材料的靶 蒸發(fā)對圓片涂敷 在圓片上部生長半導體薄層的過程稱之為外延生長。CMOS工藝流程工藝名稱反應條件備注硅襯底SiO2 氧化光刻膠掩膜板UV 對準與曝光硅片曝過光的光刻膠光刻膠SiO2顯影離子化的CF4氣體RF源、光刻膠

2、SiO2氧化硅刻蝕離子化的氧氣RF源SiO2光刻膠去除柵氧化硅氧化（柵氧化硅）多晶硅摻雜氣體、硅脘氣體多晶硅淀積多晶硅柵RF源、離子化的CU4氣體多晶硅、光刻與刻蝕掃描離子束離子注入有源區(qū)氧化硅板部氧化硅氧化硅淀積接觸孔接觸刻蝕金屬接觸金屬淀積與刻蝕氧化工藝：濕法清洗氧化爐氧化前清洗化學品O2、N2、H2、Cl檢查%溶液流量膜泵溫度溫度均勻性時間溫度分布曲線顆粒時間缺陷清洗液：RCH、SC-1、SC-2清洗體系以及Piranha清洗（硫酸、過氧化氫和水的混合物）干法氧化工藝的工藝菜單步驟時間（分）溫度（0）N2凈化氣（slm）N2（slm）O2HCI備注08508.000/待機狀態(tài)158508

3、.00/裝片27.5升溫速度20/min8.00/升溫3510008.00/溫度穩(wěn)定430100002.567干法氧化53010008.00/退化630除溫速度5/min8.00/降溫758508.00/卸片88508.000/待機狀態(tài)危險性：酸和堿（PH小于7為酸性，大于7為堿性）有毒性：磷化氫和砷化氫易燃性：酒精和丙銅自然性：硅烷（在空氣55（130 F）溫度不能夠自燃的物質）HF侵蝕玻璃，只能用塑料容器存放和使用。 不相溶的化學物質化學物質不能與之混合的物質丙酮溴、氯、硝酸和硫酸氟化錳酸溶液三氧化銻金屬和還原劑砷化三氫氧化化合物三氯化硼濕氣或水易燃液體硝酸銨、鉻酸、過氧化氫、硝酸、過氧化

4、物、鹵素氫氟酸氟溶液過氧化氫銅、鉻、鐵、大部分金屬或它們的鹽、酒精、丙醇帶胺、有機材料、硝基甲烷、易燃液體和可燃材料硫酸乙酸、苯胺、鉻酸、氰氫酸、硫化氨、易燃氣體（液體）氧諸如丙酮、乙炔、油脂、氫油、磷等易燃氣體、液體、固體硫酸氯化鉀、高氯酸鉀、高錳酸鉀及像鈉和鋰一樣的輕金屬化合物集成電路制造工藝：N（P）型 SiO2 光刻 B LPVCD（SiO2） 光刻（引線孔） 蒸發(fā) 光刻集成電路芯片生產，工藝復雜，工藝步驟高達300余步，同時使用多種化學試劑和特種氣體。但總體來說生產工藝流程是使用硅拋光/外延大園片，在其清洗干凈的表面上，通過氧化或CVD的方法形成阻擋或隔離層薄膜，由光刻技術形成摻雜孔

5、或接觸孔，然后采用離子注入或擴散的方法摻雜形成器件PN結，最后由濺射鍍膜或CVD成膜的方法形成互聯(lián)引線。主要生產工序包括：清洗氧化、擴散CVD沉積光刻去膠干法刻蝕CMP拋光濕法腐蝕離子注入濺射檢測入庫。生產所需主要原材料包括硅片、光掩模、石英制品、大宗氣體、烷類特種氣體、化學試劑、光刻膠、顯影劑等幾大類，生產產生的污染物包括酸堿廢水、含F(xiàn)-廢水、CMP廢水、酸堿性廢氣、有機廢氣、廢液等。大宗氣體包括氮氣、氧氣、氫氣、氬氣、氦氣等。純水裝設容量（m3/h）80電阻率(MCM、25)18.1TOC(ppb)2細菌(個/100ml)1Si (ppb)0.5Na、K、Ca、Ni、Fe、Zn、Cu、Al

6、0.01Cl(ppb)0.05SO4、NO3 (ppm)0.1PO4 (m)0.5水溫（）冷：232水壓（MPa）0.30.05（使用點）l 冷卻循環(huán)水裝設容量（m3/h）340 供水壓力（MPa）0.80 供水溫度 （）16回水溫度 （） 21供水水質 電導率 100m/cm, PH 6.87.5 l 高純氧氣（純化器出口）純 度（%）99.9995裝設容量（m3/h）75CO2含量(ppb) 1 CO含量(ppb) 1 H2O含量(ppb) 1 N2 (100ppb) 1THC(100ppb) 1微粒(pcs/l)0.1m 1使用壓力（Mpa）0.5l 高純氫氣（純化器出口）純 度（%）9

7、9.9999裝設容量（m3/h）14含O2量(ppb) 1 CO2含量(ppb) 1 CO含量(ppb) 1 H2O含量(ppb) 1 THC(100ppb) 1N2 (ppb) 1微粒(pcs/l)0.1m 1使用壓力（Mpa）0.5l 高純氮氣純 度（%）99.9999裝設容量（m3/h）400含O2量(ppb) 1 CO2含量(ppb) 1 CO含量(ppb) 1 H2O含量(ppb) 1 THC(100ppb) 1H2 (ppb) 1微粒(pcs/l)0.1m 1使用壓力（Mpa）0.6l 普通氮氣純 度（%）99.999裝設容量（含高純氮）（m3/h）1275含O2量(ppb) 20

8、0 CO2含量(ppb) 100 CO含量(ppb) 100 H2O含量(ppb) 100 THC(100ppb) 100H2 (ppb) 100微粒(pcs/l)0.1m 5使用壓力（Mpa）0.7l 壓縮空氣露點（%） -70裝設容量（m3/h）1260微粒(pcs/l)0.1m 0.35(0.24m)使用壓力（Mpa）0.76.4.1.1局部排風工藝生產過程中產生的局部廢氣包括一般排風、酸性廢氣、堿性廢氣與有機廢氣四類。要求一般排風的工藝設備有：離子注入區(qū)的快速退火爐、濺射區(qū)的濺射臺、清洗區(qū)的爐管干燥機及工夾具干燥機、光刻區(qū)的光刻機、氧化擴散區(qū)的氧化爐及擴散爐等。設備在生產過程中散發(fā)的高

9、溫及一般廢氣，采用接管方式，由排風機直接排至室外。排風機共4臺（3用1備），設置在屋面上。排風機編號為FAB1-R-GEX-EF-0104。產生酸性廢氣的工藝設備有：離子注入區(qū)的注入機、清洗區(qū)的清洗機及腐蝕機、等離子去膠區(qū)的腐蝕機、光刻區(qū)的光刻機、CVD區(qū)的LPCVD及CVD爐、氧化擴散區(qū)的退火爐及合金爐、干法刻蝕區(qū)的刻蝕機等。通過接管將廢氣經由洗滌塔水洗處理達標后排至大氣。臥式橫流式洗滌塔2套、排風機共3臺（2用1備），均設置在屋面上。每套洗滌塔包括洗滌器、風機、循環(huán)水泵、風管出入口的風閥、監(jiān)測儀器和及相關控制儀表等。排風機編號為FAB1-R-SEX-EF-0103。產生堿性廢氣的工藝設備有

10、：清洗區(qū)的清洗機及腐蝕機等。通過接管將廢氣經由洗滌塔水洗處理達標后排至大氣。臥式橫流式洗滌塔1套、排風機共2臺（1用1備），均設置在屋面上。洗滌塔配置同酸性廢氣洗滌塔。排風機編號為FAB1-R-AEX-EF-01、02。產生有機廢氣的工藝設備有：離子注入區(qū)的注入機、等離子去膠區(qū)的去膠機、光刻區(qū)的涂膠機等。通過接管將廢氣經由有機廢氣吸附裝置處理達標后排至大氣。吸附裝置2套、排風機共3臺（2用1備），均設置在屋面上。排風機編號為FAB1-R-VEX-EF-0103。上述每個系統(tǒng)由廠房設施管理系統(tǒng)（FMCS）集中控制，每臺風機均配置一組壓差傳感器以測定風機前后壓力變化。每一排氣系統(tǒng)風管上設置靜壓傳感

11、器，測定系統(tǒng)實際壓力，同時以變頻器控制風機轉速調整風量，確保排風系統(tǒng)穩(wěn)定。各建筑局部排風量見附表6-1。6.4.1.2全室通風真空站、變電站等房間內設備運行過程中散發(fā)熱量，設置機械排風系統(tǒng)進行全面換氣。潔具間、衛(wèi)生間等設置全室機械通風系統(tǒng)排除異味。溶劑輸送系統(tǒng)、有機廢液收集、易燃易爆氣體間、化學液體供應系統(tǒng)、惰性及腐蝕性氣體間、酸堿廢液收集間等的空調風不回用，根據氣體性質排至對應的工藝排風系統(tǒng)處理后排放。其中，溶劑輸送系統(tǒng)及有機廢液收集房間的送風及工藝排風支管上設置氣動閥，發(fā)生火災時關閉相應房間的氣動閥，CO2滅火后開啟房間內的CO2排風氣動閥，啟動CO2排風機，直至CO2濃度低于允許濃度，關閉排風機及其氣動閥，重新開啟送風及工藝排風管上的氣動閥。易燃易爆氣體間送風支管上設氣動閥，事故時關閉，并加大房間的排風量。氫氣間設置事故排風系統(tǒng)，換氣次數不低于12次/小時，風機采用防爆型，與