Linda集成电路制造流程简介.pptx

Copyright ? 2005. Alpha Networks Inc. All rights reserved. ; 集成電路（Integrated circuit ），就是我們常說的IC 或者芯片。在介紹集成電路的製造工藝之前，讓我們先了解一下硅片。 硅片是一種單晶硅的圓形薄片，在芯片的製造過程中硅片通常被作為襯底。在一個硅片上可以同時製作機制甚至上百個特定的芯片， 隨著對集成電路製造成本要求的不斷降低，硅片的直徑也在不斷的加大，目前，已經由最初的50mm增加到300mm,這樣就是通過同樣的工藝流程而生產出更多的芯片。 ; 硅片製備——包括晶體生長、滾圓、切片 Wafer製造——包括清洗、成膜、光刻、刻蝕及摻雜 Wafer測試/揀選——探測、測試及揀選硅片上的每個芯片 裝配與封裝——沿著劃片線將硅片切割成芯片，再進行裝配和 封裝 終測——確保集成電路通過電學和環境測試;;最後，對整形完成后的硅錠進行切片。; 對於切片后的硅片首先要經過凈化。硅片的凈化，以及後續一系列工藝的製作都在凈化間進行。 凈化間最基本的概念是硅片工廠空氣中的顆粒控制。我們通常所呼吸的空氣是不能用於集成電路的製造的，因為它包含了太多的漂浮沾污，這些微小的浮塵會淀積在硅片表面引起沾污并會帶來致命缺陷。 凈化級別標定了凈化間的空氣質量級別，它是由凈化空氣中的顆粒尺寸和密度來表徵的。 ; 硅片進入凈化室后，會經過一系列的物理化學方法進行凈化處理。; 光刻的本質是把臨時電路結構複製到以後要進行刻蝕和離子注入的硅片上。這些結構首先以圖形形式製作在名為掩膜板的石英模板上。紫外光透過掩模板把圖形轉移到硅片表面的光敏薄膜上。;步驟一：氣相成膜處理 光刻的第一步是清洗、脫水和硅片表面成底膜處理。 這些步驟的目的是增強硅片和光刻膠之間的粘附性。 步驟二：旋轉涂膠 成底膜處理后，硅片要立即采用旋轉涂膠的方法涂上液相光刻膠材料。硅片被固定在一個真空載片臺上，它是一個表面上有很多真空孔以便固定硅片的平的金屬或聚四氯乙烯盤。一定數量的液體光刻膠滴在桂皮啊上，然後得到一層均勻的光刻膠涂層。; ; 步驟五：曝光后烘焙 對於深紫外線（DUV）光刻膠在100°C~110°C的熱板上進行曝光后烘焙是必要的。;步驟六：顯影 顯影實在硅片表面光刻膠中產生圖形的關鍵步驟。光刻膠上的可溶解區域被化學顯影劑溶解，將可見的圖形留在硅片表面。最通常的顯影方法是旋轉、噴霧、浸潤（見圖解），然後顯影，硅片用去離子水（DI）沖洗后甩乾。;步驟七：堅膜烘焙 顯影后的熱烘焙指的就是堅膜烘焙。烘焙要求揮發掉存留的光刻膠溶劑，提高光刻膠對硅片表面的粘附性。這一步是穩固光刻膠，對下面的刻蝕和離子注入非常關鍵。一般光刻膠的堅膜烘焙溫度約為120°C~140°C，這比軟烘的溫度要高，但也不能太高，否則光刻膠就是流動從而破壞圖形。; 通過在硅片上製作電子器件，然後淀積介質層和到導電材料把器件連接起來，可以把硅片製成有許多功能的微芯片。一般來說，互聯材料淀積在硅片表面，然後有選擇的去除它，就形成了由光刻技術定義的電路圖形。這一有選擇的去除材料的工藝過程叫做刻蝕。刻蝕的基本目標是在涂膠的硅片上正確的複製掩膜圖形。有圖形的光刻膠的層在刻蝕中不受到腐蝕源的侵蝕。 在半導體製造中有兩種基本的刻蝕工藝：幹法刻蝕和濕法腐蝕。 幹法刻蝕是把硅片表面暴露的于氣態中產生的等離子體與硅片發生物理或化學反應，從而去掉多餘的表面材料。幹法刻蝕是在亞微米尺寸在刻蝕器件的最主要的方法。在幹法;刻蝕中，刻蝕包括離子濺射和活性元素與硅片表面的反應。 濕法腐蝕是以液體化學試劑去除硅片表面材料的。濕法腐蝕一般知識用在尺寸較大的情況下（大於3微米）。濕法腐蝕仍然會被用來腐蝕硅片上的某些層或者用來去除幹法刻蝕后的殘留物。 ; 本征硅的到點性能很差，只有當硅中加入少量雜質，使其結構和導電率發生改變時，硅才稱為一種有用的半導體。這個過程被稱為摻雜。硅慘雜是製備半導體期間中的PN結的基礎，而離子注入是最重要的摻雜方法。 離子注入是通過高壓離子轟擊把雜質引入硅片。雜質通過與硅片發生原子級的高能碰撞，才能被注入。 離子注入在離子注入機裡面進行，它是半導體工藝中最複雜的設備之一（見圖）。注入機包含離子源部分，它能從源材料中產生帶正電荷的雜質離子。離子被吸出，然後用質量分析儀將它們分開形成需要摻雜離子的束流。束流中離子的數量與希望引入的硅片的雜質有關，離子束在電場中加速，獲得很高的速度（107CM/s數量級），使離子有足夠的動能注入帶