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如何装作很懂半导体晶圆制造?

原标题:如何假装非常了解半导体晶圆制造?

何谓蚀刻(Etch)?

答:将形成在晶圆表面上的薄膜全部,或特定处所去除至必要厚度的制程。

蚀刻种类?

答:1、干蚀刻 2、湿蚀刻。

根据薄膜的类型,蚀刻对象可以分为吗?

答:poly,oxide,metal

何谓dielectric蚀刻(介电质蚀刻)?

答:Oxide etch and nitride etch

半导体中一般介电质材质为何?

答:氧化硅/氮化硅

湿式蚀刻是什么意思?

答:使用液相酸液或溶剂;去除不需要的薄膜。

何谓电浆Plasma?

答:电浆是物质的第四状态,带有正、负电荷及中性粒子之总和。其中包含电子、正离子、负离子、中性分子、活性基及发散光子等,产生电浆的方法可使用高温或高电压。

什么是干式蚀刻?

答:利用Plasma去除不需要的薄膜。

何谓Under-etching(蚀刻不足)?

答:是指蚀刻材料在蚀刻过程中停止,导致应去除的膜仍有残留。

何谓Over-etching(过蚀刻)?

答:蚀刻过多导致底层损坏。

何谓Etchrate(蚀刻速率)

答:单位时间内可去除的蚀刻材料厚度或深度。

何谓Seasoning(陈化处理)?

答:蚀刻室清洗或更换零件后,使用仿真以稳定工艺条件(dummy)晶圆进行几次蚀刻循环。

Asher主要用途是什么?

答:去除光阻

Wet bench dryer功用为何?

答:去除晶圆表面的水分。

列举目前Wetbenchdry方法?

答:(1)SpinDryer;(2)Marangonidry(3)IPAVaporDry

何谓Spin Dryer?

答:用离心力去除晶圆表面的水分。

何谓Maragoni Dryer?

答:用表面张力去除晶圆表面的水分。

何谓IPA Vapor Dryer?

答:利用IPA(异丙醇)和水共溶原理去除晶圆表面的水分。

测Particle使用什么样的测量仪器?

答:Tencor Surfscan

测量蚀刻速率时速率?

答:膜厚计,测量膜厚差值。

何谓AEI?

答:After Etch Inspection蚀刻后的检查。

AEI目检Wafer哪些项目需要检查?

答:(1)正面颜色是否异常和划痕;(2)是否有缺角和缺角;Particle;(3)刻号是否正确。

金属蚀刻机转非金属蚀刻机时应如何处理?

答:清机防止金属污染。

金属蚀刻机asher为什么功能?

答:去光防止腐蚀。

为什么一般硫酸槽不能用于金属蚀刻后的清洗?

答:因为金属线会溶于硫酸。

"Hot Plate"机器的用途是什么?

答:烘烤

为什么烘烤温度?

答:90~120度C

何种气体为PolyETCH主要使用气体?

答:Cl2,HBr,HCl

用于Al金属蚀刻的主要气体是什么?

答:Cl2,BCl3

W金属蚀刻的主要气体是什么?

答:SF6

何种气体为oxidevai/contactETCH主要使用气体?

答:C4F8,C5F8,C4F6

硫酸槽的化学成份为?

答:H2SO4/H2O2

AMP槽的化学成分是什么?

答:NH4OH/H2O2/H2O

UVcuring用途是什么?

答:利用UV预处理光阻以增强光阻的强度。

"UVcuring"用于什么层次?

答:金属层

何谓EMO?

答:机台紧急开关

EMO作用为何?

答:当机器有危险或无法控制的顾虑时,可以紧急按下。

湿式蚀刻门上贴有哪些警示标志?

答:(1)警告内部危险严重,严禁开门;(2)机械臂危险,严禁开门;(3)化学品危险,严禁开门。

如何处理化学溶液泄漏?

答:严禁用手检测泄漏的液体.酸碱试纸应进行试验.并找到泄漏管道。

遇IPA槽着火时该怎么办?

答:立即关闭IPA输送管道,用机台灭火器灭火并通知应急小组。

BOE为什么槽的主要成分?

答:HF(氢氟酸)和NH4F(氟化铵)。

BOE为什么三个英文缩写?

答:Buffered Oxide Etcher。

有毒气体的阀柜(VMB)功用为何?

答:当有毒气体泄漏时,抽气装置可以抽走,防止有毒气体泄漏。

电浆的频率一般为13.56MHz,为何不用其它频率?

答:为了避免影响通信质量,目前只开放特定频率,如380~420KHz,13.56MHz,2.54GHz等。

何谓ESC(electricalstaticchuck)?

答:利用静电吸附的原理,将Wafer固定在极板(Substrate)上。

Asher主要气体是什么?

答:O2

Asher为什么机器蚀刻最关键的参数?

答:温度

简述Turbopump原理?

答:根据涡轮原理,压力可以抽到10-6TORR.

热交换器(Heat Exchanger)为什么功能?

答:因为温度会影响工艺条件;例如etchingrate/均匀度。

为何需要注意drypump exhaust presure(pump出口气压)?

答:因为如果气压过大,会造成pump负荷过大pump跳掉,影响chamber直接影响压力run货品质。

为什么要做漏率测试?

答:(1)在PM后PUMPDown1~2小时后;保证chamberRun货物时,没有大气进入chambe影响chamberGAS成分;(2)在日常测试中确保chamber泄漏源来自大气,因此需要测量泄漏机。

Alarm该怎么办?

答:(1)如果是火警,立即压下EMO(紧急按钮)灭火并通知相关人员和主管;(2)如果一般异常,请先检查alarm如果未能处理,应立即通知主要负责人蚀刻机。

废气排放有哪些类别?

答:一般无毒废气/有毒酸性废气排放。

蚀刻机使用多少伏特?

答:208V三相

干式蚀刻机分为哪些部分?

答:(1)Load/Unload端

(2)transfermodule

(3)Chamberprocessmodule

(4)真空系统

(5)GASsystem

(6)RFsystem

在半导体系中,湿制程(wet processing)分哪两类?

答:(1)晶圆洗净【wafercleaning】(2)湿蚀刻【wetetching】。

晶圆洗净(wafer cleaning)有哪些设备?

答:(1)Batchtype(immersiontype):a)carriertypeb)Cassettelesstype

(2)Singlewafertype(spraytype)

晶圆洗净(wafercleaning)为什么目的?

答:去除金属杂质、有机污染和微尘。

半导体工艺有哪些污染源?

答:(1)颗粒;(2)金属;(3)有机物; ;(4)微粗糙;(5)天然氧化物。

RCA清洗工程的目的是什么?

答:微影照像后,去除光阻,清洗晶圆,中和酸碱,使晶圆进行下一道工序。

洗净溶液APM(SC-1)-->NH4OH:H2O2:H2O为什么目的?

答:去除颗粒和有机物。

洗净溶液SPM-->H2SO4:H2O2:H2O为什么目的?

答:去除有机物。

洗净溶液HPM(SC-2)-->HCL:H2O2:H2O为什么目的?

答:去除金属。

洗净溶液DHF-->HF:H2O(1:100~为什么1:500)目的?

A:去除天然氧化膜和金属。

洗净溶液BHF(BOE)-->HF:NH4F为什么目的?

答:氧化膜湿蚀刻。

热磷酸洗涤溶液-->H3PO为什么4的目的?

答:氮化膜湿蚀刻。

0.25微米逻辑组件有哪五种标准清洗方法?

答:1.扩散前清洗 2.蚀刻后清洗 3.植入后清洗 4.沉积前清洗 5、CMP后清洗。

超音波刷洗(ultrasonicscrubbing)目的为何?

答:去除不溶性颗粒污染。

何谓晶圆盒(POD)清洗?

答:使用去离子水和界面活性剂(surfactant)除去晶圆盒表面的污染。

高压喷洒(high pressure spray)或刷洗去微粒子在那些制程之后?

答:(1)锯晶圆(wafersaw);(2)晶圆磨薄(waferlapping);(3)晶圆拋光(waferpolishing);(4)化学机械研磨。

晶圆湿洗净设备有哪几种?

答:(1)多槽全自动洗净设备;(2)单槽清洗设备(3)单晶圆清洗设备。

单槽清洗设备的优点?

答:(1)较佳的环境制程与微粒控制能力;(2)化学品与纯水用量少;(3)设备调整弹性度高。

单槽清洗设备的缺点?

答:(1)产能较低;(2)晶圆间仍有互相污染。

单晶圆清洗设备未来有那些须要突破的地方?

答:产能低与设备成熟度。

晶圆制造工艺流程

1、表面清洗;

2、初次氧化;

3、CVD(ChemicalVapordeposition)法沉积一层Si3N4(HotCVD或LPCVD)。

(1)常压CVD(NormalPressureCVD)(2)低压CVD(LowPressureCVD)(3)热CVD(HotCVD)/(thermalCVD)(4)电浆增强CVD(PlasmaEnhancedCVD)(5)MOCVD(MetalOrganicCVD)&分子磊晶成长(MolecularBeamEpitaxy)(6)外延生长法(LPE);

4、涂敷光刻胶(1)光刻胶的涂敷(2)预烘(prebake)(3)曝光(4)显影(5)后烘(postbake)(6)腐蚀(etching)(7)光刻胶的去除;

5、此处用干法氧化法将氮化硅去除;

6、离子布植将硼离子(B+3)透过SiO2膜注入衬底,形成P型阱;

7、去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理;

8、用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷(P+5)离子,形成N型阱;

9、退火处理,然后用HF去除SiO2层;

10、干法氧化法生成一层SiO2层,然后LPCVD沉积一层氮化硅;

11、利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层;

12、湿法氧化,生长未有氮化硅保护的SiO2层,形成PN之间的隔离区;

13、热磷酸去除氮化硅,然后用HF溶液去除栅隔离层位置的SiO2,并重新生成品质更好的SiO2薄膜,作为栅极氧化层;

14、LPCVD沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成SiO2保护层;

15、表面涂敷光阻,去除P阱区的光阻,注入砷(As)离子,形成NMOS的源漏极。用同样的方法,在N阱区,注入B离子形成PMOS的源漏极;

16、利用PECVD沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理;

17、沉积掺杂硼磷的氧化层18、濺镀第一层金属(1)薄膜的沉积方法根据其用途的不同而不同,厚度通常小于1um。(2)真空蒸发法(EvaporationDeposition)(3)溅镀(SputteringDeposition);

19、光刻技术定出VIA孔洞,沉积第二层金属,并刻蚀出连线结构。然后,用PECVD法氧化层和氮化硅保护层;

20、光刻和离子刻蚀,定出PAD位置;

21、最后进行退火处理,以保证整个Chip的完整和连线的连接性。

晶圆制造总的工艺流程、芯片的制造过程可概分为:晶圆处理工序(WaferFabrication)、晶圆针测工序(WaferProbe)、构装工序(Packaging)、测试工序(InitialTestandFinalTest)等几个步骤。

其中,晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段(FrontEnd)工序,而构装工序、测试工序为后段(BackEnd)工序。

1、晶圆处理工序:本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件(如晶体管、电容、逻辑开关等),其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关,但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗,再在其表面进行氧化及化学气相沉积,然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

2、晶圆针测工序:经过上道工序后,晶圆上就形成了一个个的小格,即晶粒,一般情况下,为便于测试,提高效率,同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品;但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测(Probe)仪对每个晶粒检测。

其电气特性,并将不合格的晶粒标上记号后,将晶圆切开,分割成一颗颗单独的晶粒,再按其电气特性分类,装入不同的托盘中,不合格的晶粒则舍弃。

3、构装工序:就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接,以作为与外界电路板连接之用,最后盖上塑胶盖板,用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。到此才算制成了一块集成电路芯片(即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色,两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块)。

4、测试工序:芯片制造的最后一道工序为测试,其又可分为一般测试和特殊测试,前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性,如消耗功率、运行速度、耐压度等。

经测试后的芯片,依其电气特性划分为不同等级。而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数,从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试,看是否能满足客户的特殊需求,以决定是否须为客户设计专用芯片。

经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。而未通过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品。

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