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(dá)百道，而其所需加工機(jī)臺先進(jìn)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(jìn)氧化（Oxidation）及積，最后進(jìn)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(dú)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(jī)械加工機(jī)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(jī) 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(hù)的基板部份，而受光阻保護(hù)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(kuò)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(dá)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(kuò)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(hù)層屏蔽，完成選擇摻雜的過程。進(jìn)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?dú)獾炔换顫姎夥罩羞M(jìn)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(jìn)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(yùn)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(jìn)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(diǎn)： 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)