《大规模集成电路制造工艺基础知识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大规模集成电路制造工艺基础知识（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、大规模集成电路大规模集成电路 工艺工艺基础知识基础知识2015.41二. IC制造工艺概要目录1.IC制造工艺概要2.光刻工艺简介3.CVD工艺简介4. Sputter工艺简介5.蒸发工艺简介6.I/I工艺概要7.扩散工艺简介8.湿法刻蚀工艺简介9.干法刻蚀工艺简介10.中测工艺简介2345678910111213141516蒸发工艺简介（蒸发工艺简介（1） 蒸发就是在高真空中，把坩锅中的固体成膜材料加蒸发就是在高真空中，把坩锅中的固体成膜材料加热并使之变成气态原子沉积到硅片上的物理过程。热并使之变成气态原子沉积到硅片上的物理过程。 成膜材料的加热方式：蒸发器分为电阻加热、电子成膜材料的加热方
2、式：蒸发器分为电阻加热、电子束加热、磁感应加热等三种束加热、磁感应加热等三种 蒸发的本底真空通常低于蒸发的本底真空通常低于 106Torr。17真空蒸发系统示意图真空蒸发系统示意图真空系统加热 蒸发 系统片 架18 电阻加热（灯丝加热）电阻加热（灯丝加热）原理：电阻材料通电产生焦耳热原理：电阻材料通电产生焦耳热优点：简单优点：简单缺点：不能沉积难溶金属缺点：不能沉积难溶金属（缺乏合适的通电发热材料）（缺乏合适的通电发热材料）19 磁感应加热磁感应加热原理：交流磁场在金属中诱导涡旋电流发热原理：交流磁场在金属中诱导涡旋电流发热优点：可沉积难熔金属（不需额外发热材料）优点：可沉积难熔金属（不需额外
3、发热材料）缺点：坩埚材料加热带来污染（所有金属均加热）缺点：坩埚材料加热带来污染（所有金属均加热）20 电子束加热：主流蒸发技术电子束加热：主流蒸发技术原理：高能电子入射到金属源表面进行加热原理：高能电子入射到金属源表面进行加热优点：可沉积难熔金属优点：可沉积难熔金属污染小（部分金属加热、坩埚冷却）污染小（部分金属加热、坩埚冷却）缺点：辐射损伤（可退火修复）缺点：辐射损伤（可退火修复）21电子束蒸发电子束蒸发装置装置22 电子束蒸发系统的组成：电子束蒸发系统的组成：1. 高压电源系统高压电源系统2. 真空系统真空系统3. 电子加速聚焦偏转系统电子加速聚焦偏转系统4. 工艺腔工艺腔5. 水冷坩锅
4、系统（通常为带旋转的四坩锅）水冷坩锅系统（通常为带旋转的四坩锅）6. 载片架载片架23片架及腔室内部构造24 片架（行星盘） （3）加热蒸发系统：放置蒸发源的装置， 以及加热和测温装置。25加热蒸发系统26 电子束蒸发过程电子束蒸发过程1. 在高真空腔中，电子枪发射的电子经加速获得足在高真空腔中，电子枪发射的电子经加速获得足够的动能并聚焦形成电子束。够的动能并聚焦形成电子束。2. 电子束经磁场偏转，向成膜材料轰击加热并使之电子束经磁场偏转，向成膜材料轰击加热并使之蒸发蒸发3. 成膜材料蒸发出的原子或分子在成膜材料蒸发出的原子或分子在高真空高真空环境下的环境下的平均自由程平均自由程增加，并以直线
5、运动形式撞到硅片表面增加，并以直线运动形式撞到硅片表面凝结形成薄膜。凝结形成薄膜。27蒸发的优点：蒸发的优点：1. 金属膜沉积速率高，常用于功率器件的厚金属化金属膜沉积速率高，常用于功率器件的厚金属化电极（厚度达到电极（厚度达到5.0m）2. 金属膜纯度高（真空度高）金属膜纯度高（真空度高）蒸发的缺点：蒸发的缺点：1. 台阶覆盖能力差（平均自由程上百米）台阶覆盖能力差（平均自由程上百米）2. 电子束蒸发辐射损伤电子束蒸发辐射损伤3. 不易沉积金属合金不易沉积金属合金 大规模大规模IC工艺中，蒸发被溅射所替代工艺中，蒸发被溅射所替代 缺点缺点1的应用：金属剥离工艺（的应用：金属剥离工艺（Lift
6、-Off）2829303132333435363738394041424344中测工序所在位置拡 散 工 程选 别 工 程中 测 工 程组 立 工 程前工序（W）后工序（组立封装）扩散工程:圆片上的芯片作成 中测工程:对圆片上的芯片进行检查 组立工程:对芯片进行划片、粘片、键合及封装等 选别工程:封装后的成品进行测试45根据电气特性和外观检查，进行良品及不良品的区分。 将良品包装后送入下一工程。 将检测出的结果数据反馈到前工程，进行步留向上、 品质向上的改进。中测工序的作用中测工序作为前工序的最后一道工序，通过对在扩散工程 做成的芯片进行电气测试，可实现以下三个目的：46外 观 检 查中 测
7、入 库烘 干打 点中 测 测 试中 测 受 入 检 查前 工 序中测工序内部流程减 薄or 其 他 客 户中测净化间的环境要求: 超净度: 10,000级 温 度: 252 湿 度: 5015注:根据制品不同流程可能有所不同47中测测试简介中测测试是指通过设定好的测试程序进行各种电特性试验，以判定芯片 是否满足指定的规格或达到预定的电路动作要求，进以区分芯片良否。 通常P/W测试包括三种类型的测试（功能测试、特性测试、特性 测试） 功能测试 判定给IC输入指定的信号时，是否能输出希望的信号。 特性测试 针对IC的各个端子(PAD)，进行输出电压/漏电流/电源电流等相关测 试 特性测试 IC各输入、输出PIN间的延迟时间、电平上升时间、下降时间、保 持时间等相关测试。48中测测试数据及运用除BIN DATA外，中测测试结果也包含了MAP分布的信息外，可通过 MAP分布更有利于产品的状况把握。例: BIN MAPBIN MAP图中，不同颜色代表不同的BIN分类，从分布特点看，该制品存在划伤。中测测试后的打点步骤是依打点MAP对测试不良的芯片进行墨水点标出的，该打点 MAP图可中途修改，因此，扩散工程发生异常时，可给中测提供详细的异常位置图，在 中测测试后打点时针对异常芯片进行废弃！打点MAP
