半導(dǎo)體工藝技師考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種光刻膠在曝光后，曝光區(qū)域的溶解性會(huì)增強(qiáng)？A.負(fù)性光刻膠B.正性光刻膠C.電子束光刻膠D.極紫外光刻膠2.化學(xué)氣相沉積（CVD）中，用于制備多晶硅柵極的常用工藝是？A.APCVD（常壓CVD）B.LPCVD（低壓CVD）C.PECVD（等離子體增強(qiáng)CVD）D.MOCVD（金屬有機(jī)CVD）3.離子注入后進(jìn)行退火的主要目的是？A.去除表面污染物B.修復(fù)晶格損傷并激活摻雜原子C.提高薄膜致密性D.增強(qiáng)光刻膠附著力4.濕法刻蝕的主要缺點(diǎn)是？A.各向同性嚴(yán)重，橫向刻蝕明顯B.設(shè)備成本高C.無(wú)法刻蝕復(fù)雜結(jié)構(gòu)D.刻蝕速率慢5.熱氧化法制備SiO?時(shí)，濕氧氧化與干氧氧化相比，主要優(yōu)勢(shì)是？A.氧化層更致密B.氧化速率更快C.界面態(tài)密度更低D.適合超薄氧化層生長(zhǎng)6.以下哪種薄膜沉積技術(shù)依賴物理氣相傳輸（如蒸發(fā)或?yàn)R射）？A.CVDB.ALD（原子層沉積）C.PVD（物理氣相沉積）D.MBE（分子束外延）7.光刻工藝中，分辨率的關(guān)鍵影響因素是？A.光刻膠厚度B.曝光光源波長(zhǎng)C.顯影時(shí)間D.烘烤溫度8.淺溝槽隔離（STI）工藝中，填充溝槽的常用材料是？A.多晶硅B.氮化硅C.二氧化硅D.金屬鋁9.摻雜工藝中，擴(kuò)散法與離子注入法相比，主要缺點(diǎn)是？A.摻雜濃度均勻性差B.無(wú)法精確控制結(jié)深C.需要高溫過(guò)程D.摻雜雜質(zhì)種類有限10.干法刻蝕中，反應(yīng)離子刻蝕（RIE）的特點(diǎn)是？A.各向同性刻蝕B.依賴化學(xué)腐蝕C.同時(shí)利用離子轟擊和化學(xué)反應(yīng)D.僅適用于金屬刻蝕11.清洗工藝中，RCA清洗液的標(biāo)準(zhǔn)配方不包括？A.SC1（NH?OH:H?O?:H?O）B.SC2（HCl:H?O?:H?O）C.氫氟酸（HF）溶液D.王水（HNO?:HCl）12.快速熱退火（RTA）的典型升溫速率是？A.1~5℃/sB.10~30℃/sC.50~100℃/sD.1000℃/s以上13.制備低介電常數(shù)（低k）薄膜時(shí)，常用材料是？A.SiO?B.Si?N?C.碳摻雜氧化硅（SiOC）D.鋁氧化物（Al?O?）14.光刻工藝中，掩膜版（光罩）的關(guān)鍵層是？A.對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記層B.器件圖形層C.測(cè)試結(jié)構(gòu)層D.切割道層15.以下哪種工藝用于形成半導(dǎo)體器件的歐姆接觸？A.熱氧化B.金屬化C.離子注入D.化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）二、填空題（每題2分，共20分）1.極紫外（EUV）光刻的標(biāo)準(zhǔn)曝光波長(zhǎng)為_(kāi)_______nm。2.熱氧化的DealGrove模型中，氧化層厚度隨時(shí)間的變化遵循________（線性/拋物線）規(guī)律，其中初始階段受________控制，長(zhǎng)時(shí)間階段受________控制。3.等離子體刻蝕中，刻蝕選擇比定義為_(kāi)_______與________的速率之比。4.原子層沉積（ALD）的核心特點(diǎn)是________，其生長(zhǎng)速率通常為_(kāi)_______?/周期。5.離子注入的關(guān)鍵參數(shù)包括________、________和注入角度。6.化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）的主要作用是實(shí)現(xiàn)晶圓表面的________。7.多晶硅摻雜常用的雜質(zhì)是________（n型）或________（p型）。8.金屬化工藝中，銅互連技術(shù)需要先沉積________層，以防止銅擴(kuò)散到介質(zhì)層中。9.光刻膠的關(guān)鍵性能參數(shù)包括________、________和抗蝕性。10.清洗工藝中，HF溶液的主要作用是去除________。三、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述低壓化學(xué)氣相沉積（LPCVD）的優(yōu)勢(shì)及其典型應(yīng)用場(chǎng)景。2.比較干法刻蝕與濕法刻蝕的主要差異（至少列出4點(diǎn)）。3.解釋快速熱退火（RTA）在半導(dǎo)體工藝中的作用機(jī)制，并說(shuō)明其相對(duì)于常規(guī)爐管退火的優(yōu)勢(shì)。4.光刻工藝中，為什么需要進(jìn)行“軟烘”（SoftBake）和“后烘”（PostExposureBake，PEB）？?jī)烧叩哪康挠泻尾煌?.清洗工藝是半導(dǎo)體制造的關(guān)鍵步驟，簡(jiǎn)述RCA清洗的主要流程及各步驟的作用。四、計(jì)算題（每題8分，共16分）1.采用干氧氧化工藝在1000℃下生長(zhǎng)SiO?，已知干氧氧化的拋物線速率常數(shù)B=0.04μm2/h，線性速率常數(shù)B/A=0.02μm/h（A為常數(shù)）。若初始氧化層厚度x?=0，計(jì)算氧化2小時(shí)后的氧化層厚度（保留3位小數(shù)）。（提示：DealGrove模型方程：x2+Ax=B(t+τ)，其中τ為初始時(shí)間，本題中τ=0）2.某離子注入工藝中，注入磷（P）離子的能量為100keV，劑量為5×101?cm?2。已知磷在硅中的投影射程R?=0.15μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差ΔR?=0.03μm。假設(shè)注入后形成的摻雜層為高斯分布，計(jì)算距離表面0.12μm處的雜質(zhì)濃度（結(jié)果用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示，保留2位有效數(shù)字）。（提示：高斯分布公式：C(x)=(Q/√(2π)ΔR?)×exp[(xR?)2/(2ΔR?2)]，其中Q為劑量）五、綜合分析題（14分）某8英寸晶圓在完成光刻顯影后，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)晶圓邊緣區(qū)域的線寬比中心區(qū)域偏寬5%，且邊緣圖形存在“拖尾”現(xiàn)象（線條末端模糊）。結(jié)合光刻工藝原理，分析可能的原因及對(duì)應(yīng)的解決措施。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.B4.A5.B6.C7.B8.C9.C10.C11.D12.C13.C14.B15.B二、填空題1.13.52.拋物線；化學(xué)反應(yīng)；擴(kuò)散3.被刻蝕材料；掩膜材料（或阻擋層材料）4.自限制反應(yīng)；0.5~15.能量；劑量6.全局平坦化7.磷（P）；硼（B）8.阻擋（或擴(kuò)散阻擋，如TaN）9.分辨率；靈敏度（或感光速度）10.自然氧化層（或SiO?）三、簡(jiǎn)答題1.LPCVD的優(yōu)勢(shì)：低壓環(huán)境降低氣體分子平均自由程，提高薄膜均勻性；反應(yīng)溫度低于常壓CVD（APCVD），減少熱預(yù)算；薄膜致密性高，缺陷少；適合批量生產(chǎn)，產(chǎn)能高。典型應(yīng)用：多晶硅柵極、氮化硅（Si?N?）硬掩膜、非晶硅薄膜等。2.干法刻蝕與濕法刻蝕的差異：機(jī)制：干法依賴等離子體化學(xué)/物理作用；濕法依賴溶液化學(xué)腐蝕。方向性：干法可實(shí)現(xiàn)各向異性（如RIE）；濕法通常各向同性。精度：干法線寬控制更優(yōu)（亞微米級(jí)）；濕法受橫向刻蝕限制（微米級(jí)）。工藝兼容性：干法適合復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如深溝槽）；濕法適合簡(jiǎn)單圖形（如大面積去除）。污染：干法可能引入等離子體損傷；濕法需處理化學(xué)廢液。3.RTA的作用機(jī)制：通過(guò)快速升溫（50~100℃/s）使晶圓局部達(dá)到高溫（800~1200℃），短時(shí)間內(nèi)完成晶格修復(fù)（消除離子注入損傷）和雜質(zhì)激活（促進(jìn)摻雜原子進(jìn)入晶格位置）。優(yōu)勢(shì)：熱預(yù)算低（時(shí)間短），減少雜質(zhì)擴(kuò)散（尤其適合淺結(jié)）；溫度均勻性好（通過(guò)多燈加熱控制）；可精確控制退火時(shí)間（毫秒級(jí)），避免過(guò)度擴(kuò)散。4.軟烘目的：去除光刻膠中的溶劑，提高膠膜與晶圓的附著力，同時(shí)穩(wěn)定膠膜厚度（通常溫度90~110℃，時(shí)間60~120s）。后烘（PEB）目的：促進(jìn)曝光后的光酸擴(kuò)散（化學(xué)放大膠），完成光化學(xué)反應(yīng)的“放大”過(guò)程，減少駐波效應(yīng)（由光干涉引起的膠膜厚度波動(dòng)），提高圖形邊緣的陡峭度（通常溫度100~130℃，時(shí)間90~150s）。5.RCA清洗流程及作用：SC1（標(biāo)準(zhǔn)清洗1）：NH?OH:H?O?:H?O（1:1:5~1:2:7），60~80℃，去除有機(jī)污染物和顆粒（NH?OH提供堿性環(huán)境，H?O?氧化有機(jī)物，形成SiO?膠體吸附顆粒）。去離子水沖洗：去除殘留SC1溶液。稀HF（DHF）：HF:H?O（1:50~1:100），室溫，去除自然氧化層（SiO?+6HF→H?SiF?+2H?O），暴露新鮮硅表面。去離子水沖洗：去除殘留HF。SC2（標(biāo)準(zhǔn)清洗2）：HCl:H?O?:H?O（1:1:6~1:2:8），60~80℃，去除金屬離子（HCl提供酸性環(huán)境，H?O?氧化金屬為離子態(tài)，形成可溶性絡(luò)合物）。去離子水沖洗+干燥：最終清洗并干燥晶圓。四、計(jì)算題1.解：根據(jù)DealGrove模型，干氧氧化時(shí)，拋物線項(xiàng)主導(dǎo)（長(zhǎng)時(shí)間氧化）。方程為x2+Ax=Bt。已知B=0.04μm2/h，B/A=0.02μm/h→A=B/(B/A)=0.04/0.02=2μm。代入t=2h：x2+2x=0.04×2=0.08解方程x2+2x0.08=0，取正根：x=[2+√(4+0.32)]/2=[2+√4.32]/2≈(2+2.078)/2≈0.039μm（注：干氧氧化初期可能線性項(xiàng)為主，但本題中t=2h較長(zhǎng)，拋物線項(xiàng)更顯著，計(jì)算結(jié)果約為0.039μm）2.解：根據(jù)高斯分布公式，C(x)=(Q/√(2π)ΔR?)×exp[(xR?)2/(2ΔR?2)]代入數(shù)據(jù)：Q=5×101?cm?2，ΔR?=0.03μm=3×10??cm，x=0.12μm=1.2×10??cm，R?=0.15μm=1.5×10??cm。計(jì)算指數(shù)項(xiàng)：(xR?)2/(2ΔR?2)=(0.03×10??cm)2/(2×(3×10??cm)2)=(9×10?13)/(2×9×10?12)=0.05exp(0.05)≈0.951系數(shù)項(xiàng)：Q/(√(2π)ΔR?)=5×101?/(2.5066×3×10??)≈5×101?/7.52×10??≈6.65×102?cm?3因此C(x)≈6.65×102?×0.951≈6.3×102?cm?3五、綜合分析題可能原因及解決措施：1.光刻膠厚度不均勻（邊緣過(guò)厚）：原因：旋涂時(shí)邊緣因離心力不足或膠液回流導(dǎo)致膠厚偏厚，曝光時(shí)光程差異引起線寬膨脹。解決：優(yōu)化旋涂參數(shù)（如加速時(shí)間、轉(zhuǎn)速），增加“邊緣曝光”（EBR）工藝去除邊緣過(guò)厚膠層。2.曝光劑量邊緣不足：原因：光刻機(jī)投影物鏡存在像差（如場(chǎng)曲），邊緣區(qū)域聚焦偏移或光強(qiáng)衰減，導(dǎo)致實(shí)際曝光劑量低于中心。解決：校準(zhǔn)光刻機(jī)像差（通過(guò)掩膜版校正或光學(xué)鄰近修正，OPC），調(diào)整邊緣區(qū)域的曝光劑量（局部劑量補(bǔ)償）。3.顯影液分布不均（邊緣顯影不充分）：原因：顯影時(shí)邊緣區(qū)域液流速度快，停留時(shí)間短，未完全溶解曝光后的光刻膠。解決：優(yōu)化顯影液噴灑方式（如增加邊緣