3.—。3 ?工艺布?局
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3—.3.1、3.3.!2 ?集成电?。路芯片?工艺:十分复杂复杂电【路的工艺步骤可【高达500多步一般!可概分为《前段工艺《及后段工艺》硅片:下线:后,在其清洗过后的表】面上通过氧》化或化?学气:相淀:积的方法形成各种薄!膜经由光刻》成型与刻《。蚀工艺形《成各类图形采用【离子注入《或扩散方法掺杂形成!所需的电学特性再通!过溅射形成多重【导线如此多次循环】重复最终形成电【路图形
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1 清洗工【艺,
清洗工!艺主:要用:来去:除金属?。杂质、有机物污【染、微尘一》般情况下使用高纯】度的:。化学品?来清:洗高纯度的去离子】纯水来洗濯最后在】高纯度的《。气,体,环境下高速脱水【甩干或采《用高挥发性的有机溶!剂除:湿干化按照清—洗方式的不》同一般可分为湿【法化学法、物理洗】净法和干法洗净【法
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2— 氧化工艺
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氧—化工艺由硅》的,氧化:形成氧化层》作为性?。能良好的绝缘材料一!般可:分,。为湿法氧化法—和干法氧化法;【而常见?的氧化设《备有:。水,平式:与直立式炉管
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3— 扩散工艺—。
扩【散工艺是指物质(气!、固、液)中的原子!或分子在高》温状态下因高—温激化作用》由高:浓度区域移至低浓度!区域
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4》 化?学气相淀积工艺
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化学—气相:淀,积工艺利用气态的化!学,材料在硅片表面产生!化学反应并》在硅片?表面:上淀积形成》一层:固,体薄膜如二》氧化硅、各种硅玻】璃、多晶硅、—氮化硅、钨与硅化钨!等因反应压力的不】。同一般可分为常压化!学气相淀《积法、?低压:化学气相淀》积法(相关设备有】批量加工《形式的?。炉,管也有单一硅片【加工形式的》设备:。)、亚大气》。压化学?气相淀积法、等离】子,体增强型化学气相】淀积法、《高密度等离子—体增强型化》学气相?淀积法
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5 《 离:子注入工《。艺
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离子?注入:工艺是通《过将选定《的离子加《速射入硅片的特【定区域而《改变其电学特性【的一种?工艺一般可》以分为大电流型【、低能型、中低电流!型、高?能型
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6 溅射【工艺:
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溅射—工艺通过《靶材来提《供镀膜的金属材【料利用其重力作用】使靶材产生的金属晶!粒掉落至硅片—表面:从而形成金属薄膜
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》。7 刻蚀》工艺
刻!蚀工艺?用于将形成在—硅片表面的薄膜被】全部或?依照:特定图形部分地去】除至必要的》。厚度一?般可以分为湿法刻蚀!和,干法刻蚀湿法刻【蚀利用?液体酸液或溶剂【将不要的薄膜去【除,干法刻蚀利用带【电粒子以及具有高度!活性:化学的中性原子和自!由基的等离子体将】不要的薄膜》去除
8! 光刻工》艺
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:光刻工艺是掩膜板】上,的图形在感》光材料光刻胶—上成像的过程流程一!般分为气相成—底膜、旋转涂胶、】软烘、对准和—曝光、?曝光后?烘焙、显影》、坚:膜烘焙等《曝光设备《一般又可依波—长之不同分》为,365n《m的I-li—。ne、248—nm的KrF深紫外!线曝光设备》以及193nm【的Ar?F深紫外线》曝光设备和浸润式】曝光设备工》。艺相关设备需放置】在黄光的区域—该区域?需要有独立的回风】。。对洁净度《亦有较高的》需求并装置去—。离子器对温》度、湿度、抗微振性!能有最高的要求【
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?9 化学机—械研磨工《艺
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化学机械【研磨:工艺:是把芯?片放在旋转》的研磨垫上施加一定!的压力用《化学研磨液进—行研磨的平坦化过】程以完成多》层布线所需的平【坦度要?求通常?应用在8英寸及【以上:的芯片加工》工艺中
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10 【 ,检测
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透过微《分析:。技术对材料》以及工?。。艺品质做鉴定和改】善可概分为》在,线,检测及离线检测
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11 硅片】验收测试
》。
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硅片《验收测?试,是在工艺流程结束】后对芯片做电性测】量用:来检验各段工—艺流程是否符合【标准
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1:2 中测
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中测的—目的是将《。。硅片:。中不:良的芯片挑选出来】通,常包含电压、电流】、时序?和功能的验证所用】到的设?备有测?试机、探针》卡、探针台》以及:测试机与探针—卡之间的接口等
!
3.3【。.3 在芯—片制造过程中为【了降低生产工序中发!生,的成本?必须设?计,出最:合理的设备布—局来缩?短搬运?的距离和时间—提高设备的利用【率一般会根》据由工艺技术确【定工艺流程
【。
】通过:对工艺流程》的步骤分析计—算芯片在生产过程中!传送各功能》。区域的频次》如图1范例工艺流】程与芯片《传送:频次参数
【
《 , 通过分析频次】的数量为了》减少硅片传送距离】传送频次较高的区域!建议相邻放置—如,光刻区要靠近刻蚀】区刻蚀区要靠近去胶!清洗区等
—。
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《
图1 》。工艺:流程与芯片》传送频次参数
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前】段工艺(FEO【L):包括硅片下线浅【沟道隔离与有—源,区的形?成阱区离子注—入栅:极形成源漏极形成硅!化物形成后段—工艺(BE》OL)包括器件与】金属层间介电层形】成接触孔形》成多:层,金属层连接》。金属层间介电层形成!铝压点保护》。层形成硅片验—收,测试等进入后段工艺!的硅片应避》免与前段《。工艺混用《。设备以免金属离子等!污染:前段:工艺中的硅片—造成电气《性能异常
!
,3.3.《4,、3.?3.5 《 集:成电路芯《片,生产:的布局?如图2所示的演【进趋:。势,
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图2》 :集成电路芯片产【。。生的布局演进趋势】。
— : :对,于4英寸~6英寸芯!片生产?由于:通常:采用片?盒开敞式生》产,操作区空气中的【尘埃会?直接影响硅片电【路的电气性》能因此?对于操作区的—净化要求《较高为了节省运行费!用保证净化》要求通常采用壁【板将:。操作:区和低洁净度要【求的设备《区,分开
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《 随着芯片加工【尺寸向8英寸及12!英,寸发展对于》。线宽的要求也越【来,。越高:大,面积高洁净度净化区!的,造价和运行》成本越发昂贵因此】采用标准机》。械接口加微环—境,的生产方《。式成为8英寸及12!英,寸芯片生产方—式,的主:流在:这种方式《中硅:片放置在密闭的片盒!中在运输《和加工过程》中,不会受到外》界环境的污染因【此操作区可以—采用较低的净—。化,等级同?时8英寸及12英寸!的生产?辅助:设备通?常可:以放置在生产区的下!技术夹层《中以:减少在?生产区占《用的:。面积:可以提高净化区【的面积利用率—扩大单位面》积的产能因》此在:生产区中就没有采用!隔墙:将操作区和设备【区隔:开同时可以提高设备!布,置的灵活性
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3.3—.9 由于硅【集成电路生》产对环境要求很高】参,观人员进入生产区参!。观会对环《境及生产产生不利】的影响同《时进入洁净区换【鞋、更衣等步—骤耗时较多因此【通常会?在,洁净生产区外设置】。。参观走道参观走【道通常布置在厂【房的一?侧或环?形布置
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3.3.!10:。 对?。于早期的8英寸芯】片工厂来说》大部分硅片传送【、存储和《分,发是通过人》工操作完成的—目,前多数8英寸和1】2英寸?芯片:工厂设有自》动,物料处理系统—(AM?HS:)其优点在于有效利!用洁净室空间、有】效地管理生产中的】芯片、有效地降低操!作人员的负担近【而减少在《传送硅片时的—失误:在,一些1?2英寸生产》工厂:运输系?统可延伸到不—同的生产区域—。借助吊挂传》。输系统(O》HT:)将芯片直接传【递到设?备端今后自》动物:料处理系统中还【要在提高生产速度、!缩短生产周期和快速!适应芯片制造环【境变化等方面进行】持续:改善在首次投—片到成熟生产—期间快速发展起来同!时,适应和满足芯片工厂!的各种?需求:
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: 《在计算自动物料处理!系统时应《考虑生?产周期、生产线【成品率、研发和生产!工艺验?证投片需求、机械】手臂:的处理能力等因【素,来决定储位数量和载!送,。距,离
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