集成電路制造工藝

--熱擴(kuò)散的基本原理擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)§5.1擴(kuò)散的基本原理在高溫下，雜質(zhì)在濃度梯度的驅(qū)使下滲透進(jìn)半導(dǎo)體材料，并形成一定的雜質(zhì)分布，從而改變導(dǎo)電類型或雜質(zhì)濃度。思考：擴(kuò)散的條件？什么是擴(kuò)散？硅原子雜質(zhì)原子雜質(zhì)進(jìn)入半導(dǎo)體后占據(jù)正常的晶格格點(diǎn)，主要是沿著空位向里擴(kuò)散雜質(zhì)種類：P,B,As,Al,Ga,Sb,Ge

雜質(zhì)進(jìn)入半導(dǎo)體后從一個(gè)晶格間隙躍遷到另一個(gè)晶格間隙，逐漸向里擴(kuò)散雜質(zhì)種類：O,Au,Fe,Cu,Ni,Zn,Mg硅原子雜質(zhì)原子一、擴(kuò)散機(jī)構(gòu)：替位式和間隙式替位式擴(kuò)散間隙式擴(kuò)散替位式雜質(zhì)又稱慢擴(kuò)散雜質(zhì)，間隙式雜質(zhì)又稱快擴(kuò)散雜質(zhì)，工藝中作為摻雜一般選擇慢擴(kuò)散雜質(zhì)，工藝容易控制。慢擴(kuò)散雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)快擴(kuò)散雜質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)形成PN結(jié)。形成一定電導(dǎo)率的電阻。形成晶體管的特定區(qū)域，如：雙極型晶體管的基區(qū)、發(fā)射區(qū)、集電區(qū)；MOS管的源區(qū)、漏區(qū)和多晶硅柵極的摻雜。改變某些材料的機(jī)械性能。NPNP摻雜在半導(dǎo)體生產(chǎn)中的作用擴(kuò)散的三個(gè)概念是雜質(zhì)原子在硅片中擴(kuò)散的條件之一，是指沿硅片厚度方向濃度的變化率用來表征雜質(zhì)擴(kuò)散快慢的物理量D=D0exp(-ΔE/KT)(阿列尼烏斯公式）單位時(shí)間內(nèi)單位面積上通過的雜質(zhì)的粒子數(shù)，符號(hào)：J，單位：粒子數(shù)/cm2s濃度梯度擴(kuò)散系數(shù)擴(kuò)散雜質(zhì)流密度二、擴(kuò)散規(guī)律擴(kuò)散方程菲克第一定律菲克第一定律反映了雜質(zhì)流密度、濃度梯度、擴(kuò)散系數(shù)三者的關(guān)系負(fù)號(hào)代表從高濃度向低濃度運(yùn)動(dòng)XpSiO2P-SiN菲克第二定律菲克第二定律體現(xiàn)了濃度、距離和擴(kuò)散時(shí)間三者的關(guān)系，是一個(gè)一元二次偏微分方程，要解此方程必須要有兩個(gè)輔加條件一個(gè)稱為邊界條件，一個(gè)稱為初始條件。三種不同擴(kuò)散方式下的擴(kuò)散規(guī)律（1）恒定表面源擴(kuò)散：初始條件：t=0,x>0,C(x,0)=0邊界條件：X=0,t>0,C(0,t)=CS,C(d,0)=0方程的解：在擴(kuò)散過程中外界始終提供雜質(zhì)源，硅片表面濃度恒定。雜質(zhì)劑量公式Cs：在擴(kuò)散溫度下雜質(zhì)在硅中的最大固濃度；Erfc：余誤差函數(shù)；Q：單位面積內(nèi)的雜質(zhì)數(shù)量：特征擴(kuò)散長度特點(diǎn)：表面濃度固定，雜質(zhì)劑量可以調(diào)整恒定源擴(kuò)散雜質(zhì)分布圖固溶度曲線離開硅片表面距離雜質(zhì)濃度（2）有限源擴(kuò)散：Q：單位面積內(nèi)的雜質(zhì)數(shù)量初始條件：邊界條件：方程的解：表面濃度：雜質(zhì)分布圖離開硅片表面距離雜質(zhì)濃度特點(diǎn)：表面濃度可調(diào)，雜質(zhì)劑量固定在擴(kuò)散過程中外界不再提供雜質(zhì)源，擴(kuò)散靠預(yù)先淀積在硅片表面薄層內(nèi)的雜質(zhì)向里推進(jìn)。如果再分布的特征擴(kuò)散長度遠(yuǎn)大于預(yù)淀積的特征擴(kuò)散長度，最終雜質(zhì)分布近似于高斯分布，反之，最終雜質(zhì)分布接近于余誤差函數(shù)分布。特點(diǎn)：表面濃度和雜質(zhì)劑量均實(shí)現(xiàn)可以調(diào)整（3）兩步擴(kuò)散法（3）兩步擴(kuò)散法第一步：利用恒定表面源擴(kuò)散方式在硅片表面淀積一定數(shù)量的雜質(zhì)，稱為預(yù)淀積。第二步：利用有限源擴(kuò)散的方式使淀積在硅片表面的雜質(zhì)向里推進(jìn)形成一定的分布，稱為再分布。1.內(nèi)建電場的影響在擴(kuò)散的高溫下，摻入雜質(zhì)基本處于離化狀態(tài)三、影響擴(kuò)散規(guī)律的其他因素施主雜質(zhì)雜質(zhì)原子正離子+電子受主雜質(zhì)雜質(zhì)原子負(fù)離子+空穴§5.1擴(kuò)散的基本原理從表面到體內(nèi)，雜質(zhì)離子和載流子都存在著濃度梯度，都會(huì)由高濃度向低濃度擴(kuò)散，但由于擴(kuò)散速率不同，造成從表面到體內(nèi)的內(nèi)建電場，此內(nèi)建電場有助于雜質(zhì)的擴(kuò)散，所以構(gòu)成了電場增強(qiáng)因子。B-B-B-B-B-B-E內(nèi)內(nèi)建電場產(chǎn)生示意圖1.內(nèi)建電場的影響Di本征擴(kuò)散系數(shù)ni擴(kuò)散溫度下本征載流子的濃度N摻雜濃度hE電場增強(qiáng)因子當(dāng)N較小時(shí)，內(nèi)建電場影響不大；當(dāng)N較大時(shí)，內(nèi)建電場開始產(chǎn)生影響，使擴(kuò)散系數(shù)增大，最大可以是本征擴(kuò)散系數(shù)的2倍。1.內(nèi)建電場的影響現(xiàn)象：發(fā)射區(qū)下的基區(qū)推進(jìn)深度較發(fā)射區(qū)外的基區(qū)推進(jìn)深度大產(chǎn)生原因：在擴(kuò)散層中又摻入第二種高濃度的雜質(zhì)，由于兩種雜質(zhì)原子與硅原子的晶格不匹配，造成晶格畸變從而使結(jié)面部份陷落改進(jìn)措施：采用原子半徑與硅原子半徑相接近的雜質(zhì)2.基區(qū)陷落效應(yīng)（也叫發(fā)射區(qū)推進(jìn)效應(yīng)）高濃度區(qū)低濃度區(qū)轉(zhuǎn)折區(qū)高濃度磷擴(kuò)散分布3.淺結(jié)高濃度擴(kuò)散謝謝！集成電路制造工藝

--熱擴(kuò)散的基本原理單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)§5.2

擴(kuò)散方法擴(kuò)散方法氣-固擴(kuò)散液態(tài)源擴(kuò)散：硼擴(kuò)、磷擴(kuò)固態(tài)源擴(kuò)散：片狀源、粉狀源固-固擴(kuò)散CVD摻雜二氧化硅擴(kuò)散二氧化硅乳膠源擴(kuò)散1.液態(tài)源硼擴(kuò)（1）雜質(zhì)源：硼酸三甲酯

利用保護(hù)性氣體把雜質(zhì)源蒸汽攜帶入石英管內(nèi)，雜質(zhì)在高溫下分解，并與襯底表面的硅原子發(fā)生反應(yīng)，雜質(zhì)原子向硅片內(nèi)部擴(kuò)散。一.液態(tài)源擴(kuò)散（2）擴(kuò)散原理硼預(yù)沉積裝置硼酸三甲酯高溫分解出三氧化二硼，三氧化二硼在900℃左右與硅反應(yīng)生成硼原子并沉積于硅表面，形成一層含有大量硼原子的SiO2，其中的硼原子繼續(xù)向硅中擴(kuò)散，在表面形成一層高濃度的摻雜層，完成預(yù)淀積。經(jīng)過預(yù)沉積的硅片在漂去硼硅玻璃后在氧氣中進(jìn)行再分布，使雜質(zhì)向里推進(jìn)。5寸擴(kuò)散爐（3）擴(kuò)散設(shè)備2.液態(tài)源磷擴(kuò)——三氯氧磷磷預(yù)淀積示意圖液態(tài)源磷擴(kuò)的基本原理與硼酸三甲酯相似，在磷擴(kuò)預(yù)淀積時(shí)，由于生成的PCl5對(duì)硅有腐蝕作用，所以加入少量的氧氣，將PCl5轉(zhuǎn)變成P2O5減少對(duì)設(shè)備的腐蝕，同時(shí)提高了源的利用率。POCl3蒸氣壓較高，所以源瓶放在冰水混合物中。二.固態(tài)源擴(kuò)散1.片狀源硼擴(kuò)片狀源硼擴(kuò)BN片

硼微晶玻璃片PWBPWB中的主要成份B2O3從硅片中揮發(fā)出來與硅片高溫下反應(yīng)生成B與SiO2

焦磷片（偏磷酸鋁和焦磷酸硅）2.片狀源磷擴(kuò)片狀源擴(kuò)散的特點(diǎn)：設(shè)備簡單，操作方便，擴(kuò)散結(jié)果不受氣體流量的影響，擴(kuò)散均勻性好，源片容易保存Sb2O3硅片N2,O2,HCl排氣HClSb2O3雙溫區(qū)銻擴(kuò)兩個(gè)恒溫區(qū)分別控制源溫和硅片溫度，用攜帶氣體攜帶了Sb2O3蒸氣到達(dá)硅片表面與硅反應(yīng)生成銻原子進(jìn)行預(yù)淀積，預(yù)淀積結(jié)束后取出源舟3.粉狀源銻擴(kuò)Si-SUB摻雜SiO2純SiO2三.CVD摻雜二氧化硅固-固擴(kuò)散摻雜原理：利用硅片表面含硼或磷的氧化層作為雜質(zhì)源向硅片內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)散，表面雜質(zhì)濃度可控。摻雜SiO2的作用：提供雜質(zhì)源，向硅片體內(nèi)擴(kuò)散純SiO2的作用：避免雜質(zhì)外擴(kuò)散，改善硅片表面二氧化硅的質(zhì)量，提高和光刻膠的粘附性擴(kuò)散設(shè)備----PWS5000：連續(xù)式CVD設(shè)備純二氧化硅乳膠：一種烷氧基硅烷的水解聚合物式中：摻雜二氧化硅乳膠混合型摻雜乳膠共聚型摻雜乳膠四.摻雜二氧化硅乳膠源固-固擴(kuò)散混合型中的B2O3與硅反應(yīng)析出硼原子，硼原子向硅片內(nèi)部擴(kuò)散，同時(shí)共聚型摻雜乳膠中的硼原子，高溫下，獲得能量克服硅鍵的束縛，成為游離態(tài)的硼，向硅片內(nèi)部擴(kuò)散。摻雜原理：謝謝！集成電路制造工藝

--擴(kuò)散的質(zhì)量參數(shù)與檢測單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)§5.3擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)和檢測主要參數(shù)擴(kuò)散薄層電阻（方塊電阻R□）結(jié)深Xj擊穿電壓VB主要質(zhì)量問題擴(kuò)散的均勻性和重復(fù)性反向擊穿電壓表面質(zhì)量IXjLL電流流經(jīng)一個(gè)長寬相等，厚為Xj的擴(kuò)散薄層時(shí)所顯示出來的電阻，用Rs或R□來表示。因?yàn)槭情L寬相等，所以又叫方塊電阻，它是實(shí)質(zhì)是電阻，只是表示一個(gè)方塊，所以它的單位為一.擴(kuò)散薄層電阻方塊電阻的定義：利用長直導(dǎo)體電阻的公式計(jì)算公式SL所以：對(duì)于方塊電阻來說所以：方塊電阻與方塊的尺寸無關(guān)，只與結(jié)深有關(guān)。方塊電阻的大小方塊電阻的物理意義：方塊電阻反映了單位面積擴(kuò)散進(jìn)去的雜質(zhì)總量，擴(kuò)散的雜質(zhì)越多，越小。反之，越大。所以可以通過測方塊電阻來檢測擴(kuò)散進(jìn)去的單位面積的雜質(zhì)量。方塊電阻的物理意義：電位差計(jì)XjGmARR1234測出V2,3I1,4，C為系數(shù)，就可以算出RsC是與樣品尺寸有關(guān)的系數(shù)方塊電阻的測量四探針法LL′方塊電阻的應(yīng)用：——計(jì)算任意長方形薄層的電阻四探針法測方塊電阻的注意事項(xiàng)：檢流計(jì)的指針為零偏，只測2，3兩根探針之間的電壓，而不能有電流通過。為什么？？原因：如果有電流通過，則金－半接觸會(huì)形成較大的接觸電阻,記為Rms,該電阻將超過半導(dǎo)體本身的電阻，使測量值精度受到影響。XjpNXNXNBXjNpNeoX<XjNp>Ne,整體成P型材料X>XjNp<Ne,整體成N型材料X=XjNp=Ne,形成PN結(jié)幾何面二.結(jié)深1.定義：PN結(jié)所在的幾何位置到硅片表面的距離恒定源擴(kuò)散有限源擴(kuò)散出發(fā)點(diǎn)——摻入的雜質(zhì)濃度=原襯底摻雜濃度2.計(jì)算：A是與襯底濃度與表面濃度比值有關(guān)的系數(shù)，可以通過查曲線或表。在粗略估算結(jié)深時(shí)，經(jīng)常用經(jīng)驗(yàn)參數(shù)：當(dāng)原理同外延層厚度的測量方法，利用染色液對(duì)不同導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體材料反應(yīng)速率不同的原理磨角拋光染色測距計(jì)算3.結(jié)深的測量（1）磨角染色法XYR（2）滾槽法（1）擴(kuò)散的均勻性（2）重復(fù)性三.擴(kuò)散中常見的質(zhì)量問題造成均勻性差的原因襯底材料本身的差異恒溫區(qū)的溫度波動(dòng)雜質(zhì)蒸氣壓不穩(wěn)定1.擴(kuò)散的均勻性和重復(fù)性IIIIVVVVIV2.擊穿電壓（1）合金點(diǎn)和破壞點(diǎn)（2）表面玻璃層（3）白霧3.表面質(zhì)量問題謝謝！集成電路制造工藝

--離子注入的基本原理單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)§5.4離子注入的基本原理先使待摻雜的原子或分子電離，再加速到一定的能量，形成一定電流密度的離子束流后直接打進(jìn)半導(dǎo)體晶圓中，然后經(jīng)過退火使雜質(zhì)激活，從而達(dá)到摻雜目的。一.離子注入的定義及特點(diǎn)1.定義比較項(xiàng)目擴(kuò)散法離子注入溫度高溫（800-1200℃）注入在中等溫度下進(jìn)行（小于125℃）濃度控制受源溫、氣體流量、擴(kuò)散溫度、時(shí)間等多種因素影響能在很大范圍內(nèi)精確控制注入雜質(zhì)濃度，從1010到1017個(gè)/cm2,誤差2%之間均勻性用掃描的方式控制雜質(zhì)的均勻性結(jié)特性適合作深結(jié)通過控制注入能量控制注入深度，增大了設(shè)計(jì)的靈活性橫向擴(kuò)散有橫向擴(kuò)散很小，幾乎沒有摻雜深度受固溶度極限注入雜質(zhì)含量不受硅片固溶度的限制2.特點(diǎn)投影射程Xp平均投影射程Rp標(biāo)準(zhǔn)偏差ΔRp注入劑量ΦRpRtXp入射離子束硅襯底二、注入的基本原理1.主要參數(shù)Φ：注入劑量：單位面積注入進(jìn)去的雜質(zhì)粒子數(shù)當(dāng)注入雜質(zhì)種類，注入能量，襯底確定后，就能確定Rp和⊿Rp

2.雜質(zhì)分布公式A.計(jì)算結(jié)深例：用100Kev的B+注入到具有摻雜濃度為2*1016cm-3的硅靶中，注入劑量為5*1013cm-2,試計(jì)算結(jié)深為多少？B.確定注入能量E和注入劑量Φ例：基區(qū)雜質(zhì)為6*1018cm-3的硅樣品中，用P+注入形成發(fā)射區(qū)，要求硅中的最大雜質(zhì)為8*1021cm-3,發(fā)射結(jié)結(jié)深為0.13μm,試估算入射離子的能量和劑量。3.注入分布的應(yīng)用注入的離子不會(huì)與硅原子發(fā)生碰撞，而將深深地注入硅襯底之中，這種現(xiàn)象稱為“通道效應(yīng)”。“通道效應(yīng)”發(fā)生后，離子注入的深度比理論分布深，即產(chǎn)生一個(gè)較長的拖尾。三.溝道效應(yīng)注入的離子恰好在晶格間隙中穿梭，與硅原子發(fā)生的碰撞較少，因此能量損失的較少，他們可以在硅中穿透得很深。掩蔽氧化層<100>晶向注入方向傾斜7°先輕微的離子注入抑制溝道效應(yīng)的方法：謝謝！集成電路制造工藝

--離子注入機(jī)的組成及工作原理單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)§5.5離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入機(jī)結(jié)構(gòu)圖一.離子注入機(jī)臺(tái)種類：按機(jī)臺(tái)外形分類臥式機(jī)臺(tái)立式機(jī)臺(tái)按注入能量分類低能量60Kev中能量60kev-200kev高能量200kev以上產(chǎn)生所需要的雜質(zhì)離子和其他各種離子放電管：通過放電管使雜質(zhì)離化產(chǎn)生各種離子吸極：利用幾十千伏負(fù)高壓把放電管中的正離子吸引出來二.離子注入機(jī)各部分的原理與作用工作氣體源B2H6,BF3,PH3,AsH3等固態(tài)材料氣化1.離子源和吸極：2.磁分析器：利用強(qiáng)電場使離子加速獲得足夠的能量能夠穿躍整個(gè)系統(tǒng)并注入靶中加速管離子束+100kv注入深度取決于加速管的電場能量3.加速器：原理：利用帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的原理。防止中性原子在硅片中產(chǎn)生熱斑使離子在X方向和Y方向上進(jìn)行偏轉(zhuǎn)，以便對(duì)硅片進(jìn)行掃描靜電掃描原理：利用帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的原理。掃描外半徑掃描內(nèi)半徑旋轉(zhuǎn)機(jī)械掃描原理4.中性束流陷阱：5.X/Y偏轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)：在機(jī)械掃描中，離子束固定，硅片機(jī)械移動(dòng)。此法一般用于大電流注入機(jī)中，因?yàn)殪o電很難使大電流高能離子束偏移。束斑尺寸約為1cm寬，3cm高，機(jī)械掃描過程中，一批硅片（200mm硅片最多25片）固定在一個(gè)大輪盤的外沿，大輪盤1000到1500rpmr的速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)上下移動(dòng)，使離子束能均勻掃過硅片的內(nèi)沿和外沿。輪盤也能相對(duì)于離子束方向傾斜一定角度，防止發(fā)生穿過硅晶格間隙的溝道效應(yīng)。5.X/Y偏轉(zhuǎn)掃描系統(tǒng)：-+帶硅片的掃描盤在盤上的取樣狹縫離子束抑制柵孔徑法拉弟杯電流積分儀法拉弟杯電流測量6.靶室：接受注入離子并計(jì)算出注入劑量謝謝！集成電路制造工藝

--離子注入機(jī)的損傷與退火單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)擴(kuò)散方法第五章?lián)诫s擴(kuò)散層的質(zhì)量參數(shù)與檢測離子注入的基本原理擴(kuò)散的基本原理離子注入機(jī)的組成及工作原理離子注入的損傷與退火本章要點(diǎn)§5.6離子注入損傷與退火工藝消除晶格損傷撞離錯(cuò)位的硅原子重新回到晶格位置。激活雜質(zhì)雜質(zhì)取代硅原子占據(jù)晶格點(diǎn)，成為施、受主雜質(zhì)。一、退火的作用：高溫?zé)嵬嘶穑?/p>

用高溫爐把硅片加熱至800-1000℃并保持30分鐘特點(diǎn)：方法簡單，設(shè)備兼容，但高溫長時(shí)間易導(dǎo)致雜質(zhì)的再擴(kuò)散快速熱退火RTA：用極快的升溫和在目標(biāo)溫度（一般是1000℃）短暫的持續(xù)時(shí)間對(duì)硅片進(jìn)行處理。注入硅片的火通常在通入Ar或N2的快速熱處理機(jī)中進(jìn)行。二、退火的方法：快速熱退火RTA特點(diǎn)：快速的升溫和短暫的持續(xù)時(shí)間能夠在晶格缺陷修復(fù)，激活雜質(zhì)和最小化雜質(zhì)再分布三者之間取得優(yōu)化。謝謝！集成電路制造工藝

--平坦化的基本原理傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)傳統(tǒng)的平坦化方法先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)第六章平坦化§6.1平坦化的基本原理平坦化就是一種移除表面凹凸，使晶片表面保持平整平坦的工藝。

2.平坦化的意義：集成度提高單層布線面積不夠多層布線中間填充金屬介電層平坦化高低起伏影響可靠性一.平坦化的基本概念1.平坦化的定義：集成電路高低不平的表面結(jié)構(gòu)3.平坦化與非平坦化的對(duì)比平坦化的IC剖面非平坦化的IC剖面4.平坦化術(shù)語

未平坦化平滑處理局部平坦化全局平坦化部分平坦化謝謝！集成電路制造工藝

--傳統(tǒng)的平坦化方法單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)§6.2傳統(tǒng)平坦化方法反刻又稱為回蝕、回刻。它是在表面起伏處用一層厚的介質(zhì)或其它材料作為平坦化的犧牲層來填充空洞和表面的低處，然后選擇合適的刻蝕方法來刻蝕這一層犧牲層，最后通過對(duì)高處的刻蝕及低處的保留來使表面平坦化。一.反刻高溫回流，即在高溫下利用材料具有較好的表面遷移和流動(dòng)性進(jìn)行低處填充。一般用于絕緣介質(zhì)的平坦化。二.高溫回流反刻與高溫回流應(yīng)用反刻可用金屬層間介質(zhì)的平坦化，一般實(shí)現(xiàn)部分平坦化或者局部平坦化高溫回流高溫回流適用于金屬層前介質(zhì)，不能用于金屬層間介質(zhì)，因?yàn)榻饘俨荒透邷?，一般用作平滑處理或者部分平坦化。介電層金屬?.平坦化原理：A.利用類似光刻膠旋涂技術(shù)，可以把一種溶于溶劑內(nèi)的介電材料填入凹槽中B.介電材料經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，成為一種非常近似于SiO2的物質(zhì)三.旋涂玻璃法（SOG)2.平坦化工藝：涂布：轉(zhuǎn)速通常在200rpm到500rpm，厚度從2000到5000固化：熱墊板在80到300℃之間預(yù)固化，熱爐400到450℃之間再固化ILD-1ILD-2淀積3)ILD-1SOG1)ILD-1烘烤后的SOG2)旋涂玻璃法實(shí)例謝謝！集成電路制造工藝

--先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMP單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)§6.3先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMP1.化學(xué)：硅片表面與磨料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成一層相對(duì)容易去除的表面層。2.機(jī)械：這層反應(yīng)層在研磨壓力的作用下被研磨劑機(jī)械地擦去。CMP原理包含兩個(gè)方面：一.CMP平坦化的工藝原理硅片磨頭轉(zhuǎn)盤磨料磨料噴頭拋光墊向下施加力一個(gè)完整的CMP工藝流程主要由拋光、后清洗和計(jì)量測量等部分組成，其中拋光機(jī)、拋光液和拋光墊是CMP工藝的三大關(guān)鍵要素，其性能和相互匹配決定CMP能達(dá)到的表面平整水平。二.CMP的工藝過程序號(hào)特點(diǎn)1能獲得全局平坦化。2在同一次拋光過程中對(duì)平坦化多層材料有用。3各種各樣的硅片表面能被平坦化。4允許制造中采用更嚴(yán)格的設(shè)計(jì)規(guī)則并采用更多的互連層。5能夠改善金屬臺(tái)階覆蓋；還可以去除硅片表面的缺陷。6作為一種金屬圖形制備的新方法，例如大馬士革工藝，借助CMP，解決銅布線圖形刻蝕困難的問題。7不使用危險(xiǎn)氣體，環(huán)保安全。8適合自動(dòng)化大批量生產(chǎn)，提高器件的可靠性和成品率。三.CMP的特點(diǎn)—優(yōu)點(diǎn)1影響因素較多，會(huì)引入新的雜質(zhì)和缺陷，工藝難以控制2CMP技術(shù)需要開發(fā)額外的技術(shù)來進(jìn)行工藝控制和測量；3設(shè)備和消耗品費(fèi)用昂貴，維護(hù)費(fèi)用高。三.CMP的特點(diǎn)—缺點(diǎn)是指CMP拋光去除臺(tái)階的高度與拋光之前臺(tái)階的高度之比。它描述了硅片表面的起伏變化情況。SiO2襯底MinMaxSHpreMinMaxSHpost拋磨后測量拋磨前測量SiO2SHpost

越小，平整度越高，CMP效果越好。若SHpost=0，則DP=100%，表示CMP的平坦化完美。四.CMP的主要參數(shù)—平整度平整度（DP）片間非均勻性描述多個(gè)硅片之間的膜層厚度的變化。片內(nèi)非均勻性用來衡量一個(gè)單獨(dú)硅片上膜層厚度的變化量，通過測量硅片上的多個(gè)點(diǎn)而獲得拋光墊調(diào)節(jié)、下壓力分布、相對(duì)速率和硅片形狀等等。四.CMP的主要參數(shù)—均勻性片內(nèi)非均勻性片間非均勻性影響因素

磨除速率是指CMP拋光時(shí)去除表面材料的速率。一般突出部分的磨除速率更高。壓力大，磨除快沒有壓力，沒有磨除壓力大，磨除快四.CMP的主要參數(shù)—磨除速率選擇比是指在同樣的條件下對(duì)兩種無圖形覆蓋材料拋光速率的比值。選擇比=磨除材料1的速率/磨除材料2的速率通常如果需要磨除材料1，保留材料2，就必須使得磨除材料1的速率如果遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于磨除材料2的速率，選擇比較大，選擇性就比較好。四.CMP的主要參數(shù)—選擇比CMP會(huì)引入一些新的缺陷，例如劃痕、殘留拋光液、顆粒等，產(chǎn)生的原因有很多：大的外來顆粒和硬的拋光墊容易導(dǎo)致劃痕氧化物表面劃痕里殘留的鎢可能導(dǎo)致短路不適當(dāng)?shù)南聣毫?、拋光墊老舊、拋光墊調(diào)節(jié)不恰當(dāng)，顆粒表面吸附，和拋光液干燥硅片表面的拋光液殘留導(dǎo)致沾污。四.CMP的主要參數(shù)—缺陷擦痕凹陷氮化硅拋磨終止凹陷氧化硅(硬表面，低拋磨速率)銅去除銅(軟表面，高拋磨速率)CMP技術(shù)所采用的設(shè)備主要包括：拋光機(jī)、后CMP清洗設(shè)備、拋光終點(diǎn)檢測及工藝控制設(shè)備、廢物處理和檢測設(shè)備等。拋光機(jī)是最重要的設(shè)備，它的整個(gè)系統(tǒng)是由三大部分組成：一個(gè)旋轉(zhuǎn)的硅片夾持器（拋光頭）、承載拋光墊的工作臺(tái)（拋光盤）、拋光漿料供給裝置（噴頭）五.CMP設(shè)備1.拋光機(jī)2.拋光頭磨頭是用來吸附固定硅片并將硅片壓在研磨墊上帶動(dòng)硅片旋轉(zhuǎn)的裝置。在傳送和拋光過程中，磨頭常常用真空來吸住硅片。拋光墊可以貯存拋光液，并把它均勻運(yùn)送到工件的整個(gè)加工區(qū)域等作用。3.拋光墊它通常采用聚亞胺脂材料制造，類似海綿的機(jī)械特性和多孔特性，表面有特殊之溝槽，可以提高拋光的均勻性。拋光墊要求具有高平整度，高強(qiáng)度。拋光墊對(duì)比拋光墊背膜硅晶片拋光墊移動(dòng)拋光墊背膜硅片拋光墊移動(dòng)拋光墊使用后會(huì)產(chǎn)生變形，表面變得光滑，孔隙減少和被堵塞，使拋光速率下降，必須進(jìn)行修整來恢復(fù)其粗糙度，改善傳輸拋光液的能力，一般采用鉆石修整器來修整。拋光墊注意事項(xiàng)一個(gè)拋光墊雖不與晶圓直接接觸，但使用壽命約僅為45至75小時(shí)。如果更換拋光墊，則同時(shí)需要添加新的拋光液。拋光液的成分

4.拋光液的成分Al2O3硬度比較大，容易對(duì)硅片擦傷，多應(yīng)用于金屬CMP膠體SiO2磨料能獲得較好的表面平整度，表面刮痕數(shù)量少、尺寸小，應(yīng)用廣泛目前常用的磨料有膠體硅、SiO2、Al2O3，及CeO2等。一般由超細(xì)固體粒子研磨劑（俗稱磨料）、表面活性劑、穩(wěn)定劑、氧化劑等組成。為了能夠快速地在表面形成一層軟而脆的氧化膜，提高拋光效率和表面平整度，通常會(huì)在拋光液中加入一種或多種氧化劑，常用H2O2拋光液（特別是離子濃度大且酸堿度很高的拋光液）中還可加入適量的分散劑，使磨料顆粒之間產(chǎn)生排斥力，防止磨料聚集，保證拋光液的穩(wěn)定性。酸性拋光液常用于拋光金屬可溶性好、酸性范圍內(nèi)氧化劑較多、拋光效率高腐蝕性大，對(duì)拋光設(shè)備要求高，選擇性較差常選擇PH=4。堿性拋光液拋光非金屬材料腐蝕性小、選擇性pH最優(yōu)為10～12在弱堿性中很難找到氧化勢高的氧化劑，拋光效率較低。拋光液的分類電流CMP不適合進(jìn)行層間介質(zhì)（ILD）CMP檢測，這是因?yàn)橐Ａ纛A(yù)定的氧化層厚度，沒有能引起電流變化的材料露出來。電機(jī)控制器終點(diǎn)探測系統(tǒng)RPM設(shè)備點(diǎn)驅(qū)動(dòng)電流反饋電機(jī)電流信號(hào)終點(diǎn)信號(hào)電機(jī)磨頭拋光墊時(shí)間電流W/Ti/TiNWTiN/SiO2SiO2六.終點(diǎn)檢測1.電動(dòng)機(jī)電流CMP終點(diǎn)檢測光學(xué)干涉法是利用第一表面和第二表面反射形成的干涉來確定材料的厚度。以厚度測量確定終點(diǎn)。氧化硅硅硅片磨頭光至光學(xué)探測器光纖2.光學(xué)干涉法終點(diǎn)檢測3.紅外終點(diǎn)檢測紅外檢測是根據(jù)不同介質(zhì)及同種介質(zhì)不同厚度的紅外吸收和反射系數(shù)不同的原理精確的選擇平坦化終點(diǎn)。不同強(qiáng)度不同波長的紅外線包含了不同物體不同材料或者厚度的信息。因此檢測安全可靠，無需接觸，不影響工藝過程，適合在線檢測。CMP后清洗的重點(diǎn)是去除拋光工藝中帶來的所有沾污物，包括磨料顆粒、被拋光材料帶來的任何顆粒以及磨料中帶來的化學(xué)玷污物。CMP后清洗是利用帶有去離子水的機(jī)械凈化清洗器，去離子水體積越大，刷洗壓力越高，清洗效率也越高。七.CMP后清洗1.拋光壓力P

P過大時(shí)，產(chǎn)生什么后果？P較小時(shí)，產(chǎn)生什么后果？思考：八.CMP質(zhì)量的影響因素轉(zhuǎn)速指的是拋光頭上硅片的轉(zhuǎn)速、拋光墊的轉(zhuǎn)速以及二者之差（相對(duì)速度）。拋光墊的轉(zhuǎn)速通常影響研磨的整體速率；硅片的轉(zhuǎn)速則可以用以調(diào)節(jié)研磨后的整體形貌。直接影響拋光效果的重要還是他們的相對(duì)速度。如何影響？2.轉(zhuǎn)速當(dāng)溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速度加快，磨除速率提高溫度過高會(huì)引起拋光液的揮發(fā)及快速的化學(xué)反應(yīng)，使表面腐蝕嚴(yán)重，拋光不均勻。溫度過低，則會(huì)使反應(yīng)速率降低低、機(jī)械損傷嚴(yán)重。通常拋光區(qū)溫度控制在38～50℃（粗拋）和20～30℃（精拋）3.拋光區(qū)域溫度4.拋光液粘度拋光液粘度增加，則流動(dòng)性減小，傳熱性降低，拋光液分布不均勻，易造成材料去除率不均勻，降低表面質(zhì)量。思考：拋光液粘度越小越好么？？5.拋光液的PH值

不同材料的拋光應(yīng)選擇不同的酸堿性溶液。6.拋光液的流速流速較小時(shí)？？流速較大時(shí)？？硅片、磨料及拋光墊三者之間的摩擦力較大，溫度升高，表面粗糙度增大，硅片表面平整度會(huì)降低；反應(yīng)速度較快，產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物能及時(shí)脫離表面．使得拋光表面溫度相對(duì)一致，獲得較好的拋光效果。但流速過大，又會(huì)破壞拋光表面平整度，降低拋光效率。7.磨粒尺寸、濃度及硬度

當(dāng)磨粒尺寸、硬度、濃度增加，拋光速率增加磨粒尺寸過小則易凝聚成團(tuán)，使硅片表面劃痕增加硬度過大，則劃痕增加，表面質(zhì)量下降。磨粒濃度增加，硅片表面缺陷（劃痕）增加，表面質(zhì)量降低。謝謝！集成電路制造工藝

--CMP平坦化的應(yīng)用單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)傳統(tǒng)的平坦化方法第六章平坦化先進(jìn)的平坦化技術(shù)CMPCMP平坦化的應(yīng)用平坦化的基本原理本章要點(diǎn)1.磨除速率

氧化硅CMP磨除速率受壓力和運(yùn)動(dòng)速率的影響。R=KPV

R是磨除速率

P是所加壓力V是硅片和拋光墊的相對(duì)速度K與設(shè)備和工藝有關(guān)的參數(shù)，包括氧化硅的硬度、拋光液和拋光墊等參數(shù)一.二氧化硅的CMP§6.4CMP平坦化的應(yīng)用2.ILD層間介質(zhì)CMP表5-2硅靶中各種離子的Rp,ΔRp值（單位：）3.淺溝槽隔離CMP

CVD法淀積氧化層拋光后的STI氧化層去除氮化硅采用化學(xué)機(jī)械拋光法進(jìn)行平坦化P-外延層P+硅襯底P-阱n-阱123

早期的PolyCMP工藝較難達(dá)到良好的研磨速率，研磨后晶圓表面的平整度不穩(wěn)定的繼續(xù)進(jìn)行。研磨終點(diǎn)的精確控制也是PolyCMP的重點(diǎn)。

PolyCMP要能夠很低的缺陷率和摻雜物的損失。缺陷越少，則器件良率就越高。二.多晶硅CMP二.多晶硅的CMP拋光墊2）機(jī)械磨除旋轉(zhuǎn)表面刻蝕和鈍化3）再鈍化磨料向下施加力氧化硅金屬氧化硅金屬氧化硅金屬三.金屬的CMP銅雙大馬士革工藝層間介質(zhì)淀積，通孔刻蝕阻擋層金屬淀積，CVD淀積銅種子層CMP拋光清除多余的銅銅電鍍Cu的CMP第一步磨掉晶圓表面的大部分金屬；第二步降低研磨速率的方法精磨與阻擋層接觸的金屬，并通過終點(diǎn)偵測使研磨停在阻擋層上；第三步磨掉阻擋層以及少量的介質(zhì)氧化物，并用大量的去離子水（DIW）清洗研磨墊和晶圓兩側(cè)表面。第一步先在層間介質(zhì)氧化層上光刻出圖形，通過刻蝕出通孔。淀積一層薄的Ti/TiN復(fù)合膜??淀積鎢覆蓋所有的通孔和層間介質(zhì)氧化層表面。利用CMP技術(shù)將鎢拋光至層間介質(zhì)氧化層表面，并利用氧化硅作為停止層，鎢插塞完成，相鄰的金屬層實(shí)現(xiàn)電連接。第二步第三步第四步Ti改善金屬鎢與SiO2的粘附，TiN作為金屬鎢的擴(kuò)散阻擋層并有助于改善源漏接觸電阻。鎢的CMP謝謝！集成電路制造工藝

--硅單晶的制備第七章襯底制備硅單晶的制備硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)硅圓片的制備本章要點(diǎn)第七章襯底制備硅單晶的制備硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)硅圓片的制備本章要點(diǎn)點(diǎn)沙成“金”信息大廈的金磚本節(jié)主要內(nèi)容：1.多晶硅的制備3.單晶硅的制備§7.1半導(dǎo)體硅單晶的制備直拉法懸浮區(qū)熔法2.從多晶硅制備單晶硅的原理1.單晶、多晶的概念

2.多晶硅的制備

SiHCl3還原法一.多晶硅的制備單晶：由分子、原子或離子按統(tǒng)一規(guī)則周期

性排列構(gòu)成的晶體稱為單晶。多晶：—由若干個(gè)取向不同的小單晶構(gòu)成的晶

體稱為多晶粗硅粉純度99.9%粉碎酸浸法提純

焦碳還原硅

石（

SiO2）工業(yè)粗硅純度95～99%SiHCl3精餾純SiHCl3提純氫還原純多晶硅純度5個(gè)9合成中間化合物區(qū)熔法多晶硅電子級(jí)純（9個(gè)9）用于半導(dǎo)體生產(chǎn)光伏級(jí)純（6-7個(gè)9）太陽能電池生產(chǎn)用電子級(jí)純多晶硅純度可達(dá)9個(gè)“9”SiHCl3還原法的化學(xué)反應(yīng)式：三氯氫硅的沸點(diǎn)為31.5℃,與絕大多數(shù)雜質(zhì)的氯化物揮發(fā)溫度相差較大,所以可用精餾法提純。1.從多晶轉(zhuǎn)變成單晶的實(shí)質(zhì)：原子按統(tǒng)一規(guī)則進(jìn)行重新排列2.從多晶硅制備單晶的三個(gè)條件：（1）使原子具有一定的動(dòng)能（2）使原子排列有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（3）使重新排列后的原子穩(wěn)定下來加熱提供籽晶提供過冷溫度二.從多晶硅制單晶硅的原理3.單晶硅制備的方法(Float-Zone）

FZ法單晶硅制備直拉法懸浮區(qū)熔法(Czochralski，CZ法)，所占的比例更大，超過85%

又叫切克拉斯基法，簡寫CZ

,是把具有一定晶向的單晶----籽晶插入到熔融的Si中，控制一定的過冷溫度，以一定的速度將籽晶緩慢提升并同時(shí)將籽晶軸旋轉(zhuǎn)，新的晶體就在籽晶下生長出來了。

1.直拉法概念三.直拉法制備單晶硅美國凱克斯公司(Kayex)300mm直拉單晶爐提拉機(jī)構(gòu)爐體電氣控制系統(tǒng)氣氛控制系統(tǒng)2.設(shè)備------直拉單晶爐直拉法的設(shè)備主要包括四個(gè)部份：直拉單晶爐爐體機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)氣氛及氣壓控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)順時(shí)針單晶接收室籽晶夾具籽晶頸部晶錠坩堝和熔料熱屏蔽加熱器泵抽氣口泵抽氣口波紋管坩堝軸逆時(shí)針磁流體密封法蘭真空腔觀察窗氬氣流熱屏蔽石墨杯(1)爐體：石英坩堝石墨坩堝托石墨加熱器熱屏蔽包括爐腔及爐腔中的所有部件拉單晶硅用的石墨熱場(3)氣氛控制系統(tǒng)真空氣氛：雜質(zhì)揮發(fā)嚴(yán)重，容易出現(xiàn)跳硅常壓氬氣氛：對(duì)系統(tǒng)的密封性要求低，但氬氣的消耗大低壓氬氣氛：較常用的一種氣氛控制方法(2)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)提拉機(jī)構(gòu)坩堝升降和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括氣體源、流量控制、排氣）(4)電氣控制系統(tǒng)控制晶體生長的基本工藝參數(shù)，如熔硅的溫度，升降的提拉的速度等，包括偵測感應(yīng)器和電腦控制器3.拉單晶工藝搭橋跳硅：熔硅在坩堝內(nèi)沸騰似地跳躍搭橋：上部熔硅和下部熔硅的脫離容易出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：跳硅、搭橋使多晶硅熔化以便重新結(jié)晶注意三個(gè)方面：坩堝的位置、熔硅的溫度和熔硅的量（1）熔硅：給熔硅一個(gè)晶核（籽晶），提供標(biāo)準(zhǔn)，使其在過冷溫度下能夠按標(biāo)準(zhǔn)結(jié)晶（2）引晶（下種）：注意：籽晶與熔硅的接觸情況，如果籽晶迅速熔斷，說明熔硅溫度過高，如果熔硅沿著籽晶迅速攀沿，說明溫度過低籽晶（3）收頸：位錯(cuò)線頸部抑制位錯(cuò)從籽晶向頸部以下的單晶延伸通過略升溫和加快提拉速度使直徑減小。得到所需要的單晶直徑通過略降溫和減慢提升速度使直徑增大，直到所需要的單晶直徑（4）放肩：避免出現(xiàn)鋒利的棱角產(chǎn)生較多的缺陷（5）轉(zhuǎn)肩：獲得單晶硅棒，單晶的部份特征顯示出來，過程中嚴(yán)格控制旋轉(zhuǎn)和提拉速度，并進(jìn)行坩堝的自動(dòng)跟蹤。（6）等徑生長：使坩堝中的熔硅全部拉完，保持坩堝的完整性。（7）收尾：

(a)下種（b）收頸(c)放肩

(d)轉(zhuǎn)肩(e)等徑生長(f)收尾

CZ法拉制單晶硅錠及硅片CZ法拉制300mm和400mm的單晶硅錠（TOKYO）優(yōu)點(diǎn)能夠拉大直徑的單晶，目前6英寸以上的硅片基本都是用直拉法拉制而成。缺點(diǎn)單晶中氧、碳等雜質(zhì)含量高，主要來自于石英坩堝和石墨坩堝托。4.直拉法特點(diǎn)應(yīng)用生產(chǎn)16兆位的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，直徑6英寸的硅片可出芯片100個(gè)，而直徑8英寸的硅片可出芯片200個(gè)。簡寫FZ法，是利用高頻感應(yīng)線圈對(duì)多晶錠逐段融化,在多晶錠下端裝置籽晶，熔區(qū)從籽晶和多晶錠界面開始，當(dāng)熔區(qū)推進(jìn)時(shí)，單晶錠也拉制成功了。1.懸浮區(qū)熔法概念四.懸浮區(qū)熔法制備單晶硅銷釘承重小球籽晶瓶頸單晶熔化部份多晶料柱射頻線圈2.設(shè)備原理圖天津環(huán)歐半導(dǎo)體德國普發(fā)拓普公司優(yōu)點(diǎn)由于不用坩堝和石墨加熱器，所以氧、碳雜質(zhì)含量少缺點(diǎn)由于多晶硅棒是靠熔硅的表面張力支撐，所以不能拉大直徑的單晶應(yīng)用區(qū)熔硅單晶純度高，晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)更完美，是大功率器件、探測器器件的主要材料3.懸浮區(qū)熔法制單晶的特點(diǎn)從3英寸到12英寸硅片的直徑大小比較謝謝！集成電路制造工藝

--硅單晶的制備單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第七章襯底制備硅單晶的制備硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)硅圓片的制備本章要點(diǎn)第七章襯底制備硅單晶的制備硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)硅圓片的制備本章要點(diǎn)§7.2硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)單晶錠拉完以后，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)：物理性能是否單晶晶向直徑電氣參數(shù)導(dǎo)電類型電阻率少子壽命載流子遷移率缺陷位錯(cuò)微缺陷（1）對(duì)光的反射單晶對(duì)光線反射均勻，表面光滑，色澤一致多晶是由多個(gè)小單晶構(gòu)成，兩個(gè)單晶體相交地方，有反射光線，色澤不一致（2）棱線單晶結(jié)構(gòu)對(duì)稱，有規(guī)則的棱線多晶的棱線不規(guī)則，不明顯一.物理性能的檢驗(yàn)1.單晶體的檢驗(yàn)：2.晶向的測定：三根或六根：（111）晶向四根或八根：

(100）晶向六根不對(duì)稱：（110）晶向（2）位錯(cuò)腐蝕法：（1）根據(jù)棱線的數(shù)目判定晶向：原理：位錯(cuò)處原子排列不規(guī)則，所以位錯(cuò)處原子首先被腐蝕，不同的晶向，腐蝕坑的形狀不同，所以可以根據(jù)腐蝕坑的形狀判定晶向。腐蝕液：鉻酸腐蝕液HF（48%）：鉻酸溶液（5克分子濃度）=1：1結(jié)論：（111）晶向（100）晶向（110）晶向位錯(cuò)腐蝕法還可以測試硅單晶中的缺陷（1）熱探針法原理：利用半導(dǎo)體溫差電動(dòng)勢的效應(yīng)I：電阻絲使AB探針產(chǎn)生熱量，在探針A端半導(dǎo)體由于受熱產(chǎn)生非平衡載流子II：金半接觸產(chǎn)生整流結(jié)，產(chǎn)生的非平衡少子被掃入探針中III：從A點(diǎn)到D點(diǎn)存在一個(gè)多子的濃度梯度，于是多子就由熱端向冷端運(yùn)動(dòng)，形成電位差I(lǐng)V：由光點(diǎn)檢流計(jì)的偏轉(zhuǎn)方向即可判定導(dǎo)電類型（2）霍爾法：原理：利用半導(dǎo)體的霍爾效應(yīng)（一般了解）+-ADBCG1.導(dǎo)電類型的測量二.電氣參數(shù)的檢驗(yàn)2.電阻率的測量----四探針法測量原理：樣品為半無限大樣品，在1，4探針中通電流，2，3探針測出半導(dǎo)體的電壓，根據(jù)電阻率ρ～f(V2,3,I1,4)的公式可算出電阻率Ρ=2πsV2,3/I1,4G電位差計(jì)1234GS少子壽命----少數(shù)載流子從非平衡狀態(tài)恢復(fù)到平衡狀態(tài)的時(shí)間就是少子存在的時(shí)間，稱為少子壽命。測量----光電導(dǎo)衰減法（一般了解）3.少子壽命的測量謝謝！集成電路制造工藝

--硅圓片的制備單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第七章襯底制備硅單晶的制備硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)硅圓片的制備本章要點(diǎn)第七章襯底制備硅單晶的制備硅單晶的質(zhì)量檢驗(yàn)硅圓片的制備本章要點(diǎn)§7.3硅襯底的制備硅襯底制備的工藝流程：整形處理基準(zhǔn)面研磨定向切片磨片倒角拋光刻蝕清洗檢查包裝通過在硅片上磨出主平面和次平面，可以在機(jī)械加工中作為硅片定位的參考面，同時(shí)可以快速的識(shí)別硅片的晶向和導(dǎo)電類型一.基準(zhǔn)面或基準(zhǔn)槽研磨注意：對(duì)于直徑等于或大于200mm的晶體不再磨出基準(zhǔn)面，而是沿著晶錠長度方向磨出一個(gè)小溝。定位面標(biāo)準(zhǔn)硅片定位槽P(111)N(111)P(100)N(100)激光定向儀原理圖作用：通過定向使切片能沿硅晶體的解理面裂開，提高成品率，同時(shí)可以根據(jù)器件的要求先擇偏離某一晶向一定的角度方法：激光定向法二.定向目前主要采用的切片方法：內(nèi)圓切割法內(nèi)圓切割機(jī)三.切片目前主要采用行星式雙面磨片法四.研磨五.倒角倒角規(guī)格θ

為20°或40°金剛砂輪硅片倒角效果圖二氧化硅乳膠化學(xué)機(jī)械拋光進(jìn)一步去除硅片表面的損傷層，以獲得光亮如鏡的表面將SiO2粉末放入NaOH中，小部份SiO2與NaOH反應(yīng)，大部份懸浮在NaOH中形成乳膠六.化學(xué)機(jī)械拋光目的方法原理化學(xué)機(jī)械拋光示意圖拋光液拋光墊壓力硅片夾持器硅片謝謝！集成電路制造工藝

--芯片組裝工藝流程第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)§8.1芯片組裝工藝流程組裝又稱后道工序，是指將中測后的合格芯片從圓片上裝配到管座上并進(jìn)而封裝成為實(shí)用性的單個(gè)元器件或集成電路。一.組裝工藝的目的二.組裝工藝的作用1.保護(hù)作用給芯片提供一個(gè)堅(jiān)硬的外殼，提高器件或電路的機(jī)械強(qiáng)度2.電氣傳導(dǎo)給器件或電路提供適當(dāng)?shù)墓苣_，使內(nèi)部電學(xué)功能轉(zhuǎn)移到管腳上3.隔絕作用隔絕芯片與外界的接觸，使它工作時(shí)不受或少受外界的影響4.提供散熱封裝可以給芯片提供一定的散熱裝置，防止芯片過熱5.電磁屏蔽金屬封裝的器件或電路可以起到電磁屏蔽的作用減薄與劃片貼片鍵合封裝去飛邊電鍍切筋成型打印、成測包裝出貨三.組裝工藝的流程四.減薄減薄的目的：在前道工序中，為減少硅片的碎裂和防止硅片翹曲，硅片不能太薄，但硅片厚了會(huì)帶來如下的問題：硅片太厚不容易劃片硅片太厚不容散熱硅片太厚，體電阻增加，器件的飽和壓降會(huì)增大所以在做封裝前要對(duì)硅片進(jìn)行減薄四.劃片與裂片劃片的目的：將具有數(shù)百個(gè)集成電路的管芯的圓片分割成許多單獨(dú)的管芯以便裝片。劃片的方法：

金剛刀劃片激光劃片金剛砂輪劃片

五.貼片（裝片）貼片的目的：將鏡檢好的芯片放在基板（或引線框架）上的指定位置，并且粘結(jié)固定到基板（或引線框架）貼片的要求導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能好機(jī)械強(qiáng)度高，可靠性好化學(xué)穩(wěn)定性好裝配定位準(zhǔn)確貼片的方法：貼片方式粘結(jié)方式技術(shù)要點(diǎn)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)共晶粘貼法金屬共晶化合物：擴(kuò)散預(yù)型片和芯片背面鍍膜高溫工藝、CTE失配嚴(yán)重，芯片易開裂焊接粘結(jié)法錫鉛焊料，合金反應(yīng)背面鍍金或鎳，焊盤淀積金屬層導(dǎo)熱好，工藝復(fù)雜，焊料易氧化導(dǎo)電膠粘結(jié)法環(huán)氧樹脂（填充銀），化學(xué)結(jié)合芯片不需預(yù)處理，粘結(jié)后固化處理，或熱壓結(jié)合熱穩(wěn)定性不好，吸潮形成空洞、開裂共晶粘貼法共晶粘貼法是利用金-硅合金，先將硅片置于已鍍金膜的陶瓷基板芯片底座上，再加熱到約425℃，借助金-硅共晶反應(yīng)，液面的移動(dòng)使硅逐漸擴(kuò)散至金中形成緊密接合，從而完成芯片粘貼焊接粘貼法焊接粘貼在芯片背面淀積一定厚度的金或鎳，用鉛-錫合金制作的焊料將芯片很好的焊接在焊盤上。焊接條件：熱氮?dú)饣蚰芊乐寡趸臍夥?，防止焊料的氧化和孔洞的形成。工藝特點(diǎn)：焊接粘貼法熱傳導(dǎo)性好導(dǎo)電膠粘貼（環(huán)氧樹脂黏貼）

常用環(huán)氧、聚酰亞胺、酚醛以及有機(jī)樹脂作粘貼劑。加金、銀粉—導(dǎo)電膠；加氧化鋁—絕緣膠。導(dǎo)電膠粘貼法操作簡便，是塑料封裝常用的芯片粘貼法，但缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性不好。它容易在高溫時(shí)發(fā)生劣化及引發(fā)粘貼劑中有機(jī)物氣體泄漏，使產(chǎn)品可靠性降低，因此不適用于高可靠度的封裝。應(yīng)用：環(huán)氧樹脂粘貼牢固，有良好的傳熱和散熱功能，廣泛用于IC芯片的粘貼，尤其是MOS電路。裝片與粘貼的質(zhì)量控制常見的有以下質(zhì)量問題：1.

芯片位置異常a.芯片傾斜b.芯片平移c.芯片旋轉(zhuǎn)d.未和銀膏對(duì)齊2.虛焊工藝規(guī)范選擇不當(dāng)清潔度差+-5°以下為合格品）+-0.35mm以下為合格者+-0.35mm以下為合格者+-5°以下為合格品六.鍵合鍵合的定義

將芯片焊區(qū)與電子封裝外殼的I/O引線或基板上的金屬布線焊區(qū)連接，實(shí)現(xiàn)芯片與封裝結(jié)構(gòu)的電路連接。打線鍵合技術(shù)（WBwirebonding)倒裝芯片鍵合（FCBflipchipbonding)載帶自動(dòng)鍵合技術(shù)（TAB)鍵合的方式七.封裝封裝的定義在一定的溫度、壓力、時(shí)間條件下，在特定的封裝模具中（根據(jù)封裝外形所設(shè)計(jì)），用熔化的環(huán)氧塑封樹脂把經(jīng)過貼裝、互連的芯片與引線框封裝成為具有一定外形特征產(chǎn)品的過程。金屬封裝塑料封裝陶瓷封裝封裝的方式金屬封裝堅(jiān)固耐用，熱阻小有良好的散熱性能，有電磁屏蔽作用，但是缺點(diǎn)是成本高，重量重，體積大塑料封裝重量輕，體積小，有利于微型化，節(jié)省大量的金屬和合金，成本降低，適合于自動(dòng)化生產(chǎn)，但機(jī)械性能差，導(dǎo)熱能力弱，對(duì)電磁不能屏蔽，一般適用于民品。八.去飛邊毛刺毛刺飛邊是指封裝過程中，塑封料樹脂溢出、貼帶毛邊、引線毛刺等飛邊毛刺現(xiàn)象。介質(zhì)去毛刺飛邊：通過研磨料和高壓空氣一起沖洗模塊，研磨料在去除毛刺的同時(shí)，可將引腳表面擦毛，有助于后續(xù)上錫操作。溶劑去飛邊毛刺和水去飛邊毛刺：利用高壓液體流沖擊模塊，利用溶劑的溶解性去除毛刺飛邊，常用于很薄毛刺的去除。九.電鍍采用電鍍的方式在引腳上進(jìn)行鍍上一層保護(hù)性薄膜（焊錫），以增加引腳抗蝕性和可焊性。電鍍之前要先將引腳清洗，然后將芯片引腳放入電鍍槽進(jìn)行電鍍（焊錫），最后進(jìn)行烘干即可。上焊錫方法除了電鍍工藝外，還可以采用浸錫工藝。浸錫工藝流程為：去飛邊、去油和氧化物、浸助焊劑、加熱浸錫、清洗、烘干十.切筋成型切筋工藝，是指切除框架外引腳之間的堤壩（dambar）及在框架帶上連在一起的地方；打彎工藝則是將引腳彎成一定的形狀，以適合裝配的需要。十一.打碼打碼是在封裝模塊頂部印上去不掉的、字跡清楚的字母和標(biāo)識(shí)，包括制造商信息、國家、器件代碼等，主要是為了便于識(shí)別和可跟蹤。打碼方法有多種，其中最常用的是印碼（Print）方法：包括油墨印碼和激光印碼兩種。

謝謝！集成電路制造工藝

--引線鍵合技術(shù)單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)§8.2引線鍵合技術(shù)一.定義和方法定義：打線鍵合技術(shù)是將細(xì)金線（或銅線）按照順序打在芯片焊盤和封裝基板的焊盤或引腳架上形成芯片互連的一種技術(shù)。方法：熱壓鍵合超聲鍵合熱超聲球鍵合二.熱壓鍵合定義：利用加熱和加壓，使金屬引線和管芯的金屬層鍵合在一起，并將管芯的電極引線和管座相應(yīng)的電極處引線連接起來。原理：由于金屬絲和管芯上的鋁層同時(shí)受熱受壓，接觸面產(chǎn)生塑性形變，并破壞界面的愧疚化膜，使兩者接觸面接近原子引力范圍，產(chǎn)生強(qiáng)烈吸引達(dá)到鍵合，同時(shí)金屬引線和金屬表面不平整，加壓后高低不平處相互填充而產(chǎn)生強(qiáng)性嵌合作用，使兩者緊密接觸。原理：利用磁致伸縮換能器將超聲波能量轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)，經(jīng)變輻桿傳給劈刀，劈刀在對(duì)金屬施加壓力的同時(shí)，帶動(dòng)金屬在被焊接的金屬表面迅速摩擦，金屬表面產(chǎn)生塑性形變并破壞表面氧化層，使兩個(gè)純凈清新的金屬表面緊密接觸，形成牢固的焊接。三.超聲鍵合操作過程：將金絲穿過劈刀的毛細(xì)管用氫氣火焰使金絲端部熔成金球利用超聲鍵合法使金球與芯片上的電極區(qū)金屬膜形成牢固的壓焊點(diǎn)提升和移動(dòng)劈刀壓焊引線框架上的壓焊點(diǎn)將引線折斷四.熱超聲球鍵合五.鍵合質(zhì)量分析1.外觀檢查檢查鍵合的第一焊點(diǎn)及第二焊點(diǎn)是否符合質(zhì)量要求2.推理拉力檢測使用拉力計(jì)和推力計(jì)分辨檢查鍵合的第一焊點(diǎn)和第二焊點(diǎn)的牢固性謝謝！集成電路制造工藝

--封裝技術(shù)單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)第八章組裝工藝芯片組裝工藝流程引線鍵合技術(shù)芯片封裝技術(shù)本章要點(diǎn)§8.3封裝技術(shù)分類材料金屬封裝塑料封裝陶瓷封裝組裝方式通孔插裝PHT表面安裝SMT一.封裝的分類帶引線芯片載體PLCC和CLCC雙列直插式封裝針柵陣列封裝方型扁平封裝球柵陣列封裝二.常見的封裝形式直插式封裝DIP(DualIn－linePackage)引腳數(shù)一般不超過100個(gè)。是Intel8位和16位處理芯片采用的封裝方式，緩存芯片、BIOS芯片和早期的內(nèi)存芯片也使用這種封裝形式。它的引腳從兩端引出，需要插入到專用的DIP芯片插座上。扁平封裝QFP的封裝形式最為普遍。其芯片引腳之間距離很小，引腳很細(xì)，很多大規(guī)?；虺蠹呻娐范疾捎眠@種封裝形式，引腳數(shù)量一般都在100個(gè)以上。Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板芯片采用這種封裝形式。小外形封裝小外形封裝（SOP）是一種貼片的雙列封裝形式，引腳從封裝兩側(cè)引出?，F(xiàn)在有SOJ（J型引腳小外形封裝）、TSOP（薄小外形封裝）、VSOP（甚小外形封裝）、SSOP（縮小型SOP）、TSSOP（薄的縮小型SOP）及SOT（小外形晶體管）、SOIC（小外形集成電路）等。與DIP封裝相比，SOP封裝的芯片體積大大減少柵格陣列封裝PGA（PinGridArrayPackage）芯片封裝形式在芯片的內(nèi)外有多個(gè)方陣形的插針，每個(gè)方陣形插針沿芯片的四周間隔一定距離排列。根據(jù)引腳數(shù)目的多少，以芯片為中心在四周圍成2-5圈引腳。安裝時(shí)，將芯片插入專用的PGA插座。球柵陣列封裝簡稱BGA(BallGridArrayPackage)它算是第三代面矩陣式（AreaArray）IC封裝技術(shù)。它在晶粒底部以陣列的方式布置許多錫球，用這些錫球代替?zhèn)鹘y(tǒng)的導(dǎo)線架，每個(gè)錫球就是一個(gè)引腳，錫球規(guī)則的排列在芯片底部，就形成了這種獨(dú)特的封裝結(jié)構(gòu)BGA封裝芯片尺寸封裝封裝后尺寸不超過原芯片的1.2倍或封裝后面積不超過裸片面積的1.5倍。FCB和引線鍵合（WB）技術(shù)都可以用來對(duì)CSP封裝器件進(jìn)行引線鍵合。多芯片模塊組裝（MCM）是一種由兩個(gè)或兩個(gè)以上裸芯片或者芯片尺寸封裝（CSP）的IC組裝在一個(gè)基板上的模塊，模塊組成一個(gè)電子系統(tǒng)或子系統(tǒng)?；蹇梢允荘CB、厚/薄膜陶瓷或帶有互連圖形的硅片

圓片級(jí)封裝WLP

圓片級(jí)封裝（WLP）是指管芯的外引出端制作及包封全在完成前工序后的硅圓片上完成，然后再分割成獨(dú)立的器件。這是最新一代的封裝技術(shù).WLP工藝流程推動(dòng)封裝發(fā)展的因素是功率、重量、引腳數(shù)、尺寸、密度、電特性、可靠性、熱耗散，價(jià)格等。粗略地歸納封裝的發(fā)展進(jìn)程：結(jié)構(gòu)方面是TO→DIP→LCC→QFP→BGA→CSP；材料方面是金屬、陶瓷→陶瓷、塑料→塑料；引腳形狀是長引線直插→短引線或無引線貼裝→球狀凸點(diǎn)；裝配方式是通孔插裝→表面貼裝（SMT）→直接安裝三.封裝技術(shù)的發(fā)展集成電路封裝技術(shù)發(fā)展趨勢謝謝！集成電路制造工藝

--潔凈技術(shù)等級(jí)第九章潔凈技術(shù)潔凈設(shè)備清洗技術(shù)本章要點(diǎn)潔凈技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)純水制備第九章潔凈技術(shù)潔凈技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)潔凈設(shè)備純水制備清洗技術(shù)本章要點(diǎn)潔凈技術(shù)（CRT：CleanRoomTechnology）是適應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究與產(chǎn)品加工精密化、微型化、高純度、高質(zhì)量和高可靠性等要求誕生的一門新興技術(shù)，可保證特別干凈清潔的生產(chǎn)和科研環(huán)境，以防止生產(chǎn)與研究工作受環(huán)境因素干擾和影響，保護(hù)產(chǎn)品不受有害物質(zhì)污染為核心內(nèi)容。一.潔凈技術(shù)的定義§9.1潔凈技術(shù)等級(jí)潔凈度的概念：用每立方英尺空氣中所含的直徑大于0.5微米的顆粒數(shù)來衡量立方英尺與升的換算：1英尺（foot)=12英寸，1英寸=2.54cm，1立方分米=1升，所以：1立方英尺=28.3立方分米=28.3升潔凈度美國標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別塵埃壓力/Torr溫度粒徑（μm)

粒/ft3粒/l范圍推薦值誤差1000.51003.51.2519.4-2522.22.8100000.5

10000

3505.0652.3100000

0.510000035005.0700250.28潔凈度我國標(biāo)準(zhǔn)空氣潔凈度等級(jí)（N）大于或等于所標(biāo)粒徑的粒子最大濃度限值（pc/m3）0.1um0.2um0.3um0.5um1um5um1102

210024104

31，000237102358

4（十級(jí)）10，0002，3701，02035283

5（百級(jí)）100，00023，70010，2003，520832296（千級(jí)）1，000，000237，000102，00035，2008，3202937（萬級(jí)）

352，00083，2002，9308（十萬級(jí)）

3，520，000832，00029，3009（一百萬級(jí)）

35，200，0008，320，000293，000謝謝！集成電路制造工藝

--潔凈設(shè)備單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第九章潔凈技術(shù)潔凈設(shè)備清洗技術(shù)潔凈技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)純水制備本章要點(diǎn)第九章潔凈技術(shù)潔凈設(shè)備清洗技術(shù)潔凈技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)純水制備本章要點(diǎn)§9.2潔凈設(shè)備空氣初級(jí)過濾器鼓風(fēng)機(jī)亞高效過濾器高效過濾器出風(fēng)口收集口排放口凈化系統(tǒng)空氣過濾器空氣過濾器是主要凈化部件，沒有過濾器，特別是沒有高效過濾器，也就沒有潔凈技術(shù)?？諝膺^濾器是用來對(duì)空氣進(jìn)行凈化處理的設(shè)備，根據(jù)過濾效率的高低，通常分為初效（粗效）、中效和高效過濾器三種類型。為了便于更換，一般做成可拆卸模塊：為提高過濾器過濾效率和增大額定風(fēng)量，可做成袋式或抽屜式?？諝膺^濾器形式初效過濾器初效過濾器又稱粗效過濾器，主要用于空氣初級(jí)過濾，過濾粒徑在10～100μm范圍的大顆?；覊m。中效過濾器用于過濾粒徑在1～10μm范圍灰塵，常采用中細(xì)孔泡沫塑料、玻璃纖維、無紡布等濾料制作。高效過濾器用于過濾粒徑1～5μm。常采用超細(xì)玻璃纖維和超細(xì)石棉纖維等濾料制作成紙狀。高效過濾器效率為99.91％，亞高效過濾器效率為90％～99.9％?？諝膺^濾器分類空氣過濾器外觀使用注意事項(xiàng)對(duì)空氣過濾器的選用，應(yīng)主要依據(jù)凈化要求和室外空氣污染情況而定，通常是將幾種效率不同的過濾器串聯(lián)使用?？諝膺^濾器應(yīng)經(jīng)常拆換清洗，以免因?yàn)V料上積塵太多而使房間室內(nèi)空氣潔凈度達(dá)不到要求：清洗周期多個(gè)過濾器同時(shí)使用時(shí)要配合采用風(fēng)機(jī)供應(yīng)空氣，確保氣體能順利通過后續(xù)過濾器。潔凈工作室

工作室內(nèi)潔凈度達(dá)到生產(chǎn)所需潔凈度級(jí)別的工作室稱為潔凈工作室，工作室通常經(jīng)過三級(jí)過濾后可獲得所需潔凈等級(jí)，潔凈工作室分類：

斜流式、

水平層流式

垂直層流式

其中，斜流式結(jié)構(gòu)很少采用，水平層流式和垂直層流式應(yīng)用較為廣泛。潔凈室除塵設(shè)備風(fēng)淋室風(fēng)淋室可保證進(jìn)入潔凈室人員進(jìn)行人身潔凈和防止室外空氣侵入；主要分為停留式和通道式兩種。主要由風(fēng)機(jī)、過濾器和噴嘴組成。潔凈室除塵設(shè)備靜電自凈器的工作原理為極板金屬絲外加直流電壓，不均勻電場造成空氣電暈放電，產(chǎn)生的正離子吸附塵埃后向陽極集中被吸收，達(dá)到集塵效果。靜電自凈器潔凈室除塵設(shè)備真空收塵器-吸塵器通過一定方法在收塵器內(nèi)部形成一定負(fù)壓（真空），室內(nèi)空氣在壓力作用下通過吸塵管進(jìn)入收塵器內(nèi)部，經(jīng)三級(jí)過濾后排回室內(nèi)空間。真空收塵器-吸塵器穿好潔凈服，頭發(fā)不能外露不準(zhǔn)使用鉛筆和普通紙張，進(jìn)入要清潔嚴(yán)格注意個(gè)人清潔、養(yǎng)成良好衛(wèi)生習(xí)慣傳染病和呼吸道疾病患者，嚴(yán)禁入內(nèi)原則上不串門，限制室內(nèi)最高人數(shù)潔凈室操作人員注意事項(xiàng)潔凈工作臺(tái)潔凈室內(nèi)各處潔凈度要求不盡相同，不同工序要求的潔凈度標(biāo)準(zhǔn)不同，此時(shí)需要在保證潔凈室等級(jí)基礎(chǔ)上，滿足局部潔凈度要求。潔凈工作臺(tái)可分為循環(huán)式和直流式；亂流（紊流）式和平行流式每天打掃環(huán)境衛(wèi)生，使用前提前開啟風(fēng)機(jī)吹污操作區(qū)為層流區(qū)時(shí)，出風(fēng)面和加工面不能有阻擋物操作者嚴(yán)格按清潔規(guī)程做好個(gè)人衛(wèi)生清潔防塵簾輕拉輕放并定期清潔設(shè)備定期檢修：進(jìn)行風(fēng)速和泄漏檢查風(fēng)機(jī)噪聲控制在一定范圍內(nèi)：60db潔凈工作臺(tái)使用注意事項(xiàng)謝謝！集成電路制造工藝

--清洗技術(shù)單位：江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院微電子教研室第九章潔凈技術(shù)潔凈設(shè)備清洗技術(shù)潔凈技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)純水制備本章要點(diǎn)第九章潔凈技術(shù)潔凈設(shè)備清洗技術(shù)潔凈技術(shù)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)純水制備本章要點(diǎn)§9.3清洗技術(shù)沾污可能來源影響顆粒設(shè)備、環(huán)境、氣體、去離子水、化學(xué)試劑氧化層低擊穿、成品率低，圖形有缺陷有機(jī)殘余物室內(nèi)空氣、光刻膠、容器、化學(xué)試劑柵極氧化物耐壓不良，氧化速率改變，CVD膜和氧化膜產(chǎn)生偏差金屬離子設(shè)備、化學(xué)試劑、反應(yīng)離子刻蝕、人柵極氧化膜耐壓劣化，造成氧化層擊穿、PN結(jié)反向漏電增大、少數(shù)載流子壽命縮短、閾值電壓偏移自然氧化層環(huán)境濕氣、去離子水沖洗柵氧化層耐壓劣化、外延層質(zhì)量變差、接觸電阻增大、硅化物質(zhì)量差清洗要求制造年代20032004200520062007200820092010201220132015技術(shù)要點(diǎn)hp90hp65hp45hp32DRAM1/210090807065575045353225晶圓直徑/mm300450顆粒直徑/nm5045403532．528.52522.517.51612.5顆粒數(shù)/個(gè)5975976480546886155195155GOl表面金屬5.0×109（原子/cm2）其它表面金屬1.0×1010（原子/cm2）表面碳素（原子）/cm21.8×10131.6×10131.4×10131.3×10131.2×10131.0×10130.9×1013清洗的原則去除硅片表面的污染物。溶液應(yīng)具有高氧化能力，可將金屬氧化后溶解于清洗液中，同時(shí)將有機(jī)物氧化為CO2和H2O等物質(zhì)；防止被除去的污染物再向硅片表面吸附。這就要求硅片表面和顆粒之間存在相斥作用。典型的清洗順序序號(hào)清洗液去除物質(zhì)溫度條件化學(xué)試劑濃度1SC-3去除光刻膠、有機(jī)物（和金屬）125℃NH4OH：29%H2O2：30%HCl：37%H2SO4：98%HF：49%NH4F：40%HNO3：67～70%2去離子水洗去SC-3溶液室溫3SC-1去除顆粒80～90℃4去離子水洗去SC-1溶液室溫5SC-2去除金屬80～90℃6去離子水洗去SC-2溶液室溫7DHF漂去自然氧化物室溫8去離子水洗去HF溶液室溫9甩干保持硅片表面無殘留溶液殘?jiān)退凼覝貪穹ㄇ逑矗篟CA清洗、超聲波清洗、兆聲波清洗干法清洗：等離子體清洗、氣相清洗、UV/O3清洗束流清洗清洗的方法RCA清洗常用的化學(xué)清洗液清洗液化學(xué)成分分子結(jié)構(gòu)清洗溫度/℃清除的對(duì)象SC-1（APM）氨水、過氧化氫、純水NH4OH/H2O2/H2O20-80顆粒、有機(jī)物SC-2（HPM）鹽酸、過氧化氫、純水HCl/H2O2/H2O20-80金屬SC-3（SPM）硫酸、過氧化氫H2SO4/H2O280-150金屬、有機(jī)物DHF氫氟酸純水HF/H2O20-25氧化膜2利用SC-1清洗液去除顆粒，同時(shí)去除部分有機(jī)物和金屬3利用氫氟酸（HF）或稀氫氟酸（DHF）清洗，去除表面氧化層4使用SC-2清洗液去除硅片表面的鈉、鐵、鎂等金屬沾污1利用SC-3清洗液在120～150℃清洗10min左右，去除有機(jī)物和部分金屬RCA清洗順序超聲波清洗超聲波清洗時(shí)，在強(qiáng)烈的超聲波作用下，機(jī)械振動(dòng)傳到清洗槽內(nèi)的清洗中，使清洗液體內(nèi)交替出現(xiàn)疏密相間的振動(dòng)，疏部產(chǎn)生近乎真空的空腔泡，當(dāng)空腔泡消失的瞬間，其附近便產(chǎn)生強(qiáng)大的局部壓力，使分子內(nèi)的化學(xué)鍵斷裂，因此使硅片表面的雜質(zhì)解吸。清洗常用的超聲波為20-40kHz清洗效果好，操作簡單，對(duì)于復(fù)雜的器件和容器也能清除，但該法也具有噪音較大、換能器易壞的缺點(diǎn)。兆聲波清洗兆聲波清洗也是利用聲能進(jìn)行清洗，但其振動(dòng)頻率更高，約為850kHz，輸出能量密度為2～5W/cm2，僅為超聲波清洗能量密度的1/50。兆聲波清洗是由高能頻振效應(yīng)并結(jié)合化學(xué)清洗劑的化學(xué)反應(yīng)對(duì)硅片進(jìn)行清洗的。在清洗時(shí)，由換能器發(fā)出波長為1μm頻率為0.8兆赫的高能聲波。溶液分子在這種聲波的推動(dòng)下作加速運(yùn)動(dòng)，最大瞬時(shí)速度可達(dá)到30cm/s。旋轉(zhuǎn)噴淋法旋轉(zhuǎn)噴淋法是指利用機(jī)械方法將硅片以較高的速度旋轉(zhuǎn)起來，在旋轉(zhuǎn)過程中通過不斷向硅片表面噴液體（高純?nèi)ルx子水或其它清洗液）而達(dá)到清洗硅片目的的一種方法。該方法利用所噴液體的溶解（或化學(xué)反應(yīng)）作用來溶解硅片表面的沾污，同時(shí)利用高速旋轉(zhuǎn)的離心作用，使溶有雜質(zhì)的液體及時(shí)脫離硅片表面，這樣硅片表面的液體總保持非常高的純度。同時(shí)由于所噴液體與旋轉(zhuǎn)的硅片有較高的相對(duì)速度，所以會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊力達(dá)到清除吸附雜質(zhì)的目的。等離子清洗該法具有工藝簡單、操作方便、沒有廢料處理和環(huán)境污染等問題。等離子體去膠是指在反應(yīng)系統(tǒng)中通入少量的氧氣，在強(qiáng)電場作用下，使低氣壓的氧氣產(chǎn)生等離子體，其中活化氣（或稱活潑的原子態(tài)氣）占有適當(dāng)比例，可以迅速地使光刻膠氧化成為可揮發(fā)性氣體狀態(tài)被機(jī)械泵抽走，這樣把硅片上的光刻膠膜去除掉。等離子去膠操作方便、去膠效率高、表面干凈、