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晶圓制造工藝流程和處理工序

kus1_iawbs2016 ? 2017-12-20 10:46 ? 次閱讀

晶圓制造工藝流程

1、 表面清洗

2、 初次氧化

3、 CVD(Chemical Vapor deposition) 法沉積一層 Si3N4 (Hot CVD 或 LPCVD) 。 (1)常壓 CVD (Normal Pressure CVD) (2)低壓 CVD (Low Pressure CVD) (3)熱 CVD (Hot CVD)/(thermal CVD) (4)電漿增強 CVD (Plasma Enhanced CVD) (5)MOCVD (Metal Organic CVD) & 分子磊晶成長 (Molecular Beam Epitaxy) (6)外延生長法 (LPE)

4、 涂敷光刻膠 (1)光刻膠的涂敷 (2)預烘 (pre bake) (3)曝光 (4)顯影 (5)后烘 (post bake) (6)腐蝕 (etching) (7)光刻膠的去除

5、 此處用干法氧化法將氮化硅去除

6 、離子布植將硼離子 (B+3) 透過 SiO2 膜注入襯底,形成 P 型阱

7、 去除光刻膠,放高溫爐中進行退火處理

8、 用熱磷酸去除氮化硅層,摻雜磷 (P+5) 離子,形成 N 型阱

9、 退火處理,然后用 HF 去除 SiO2 層

10、干法氧化法生成一層 SiO2 層,然后 LPCVD 沉積一層氮化硅

11、利用光刻技術和離子刻蝕技術,保留下柵隔離層上面的氮化硅層

12、濕法氧化,生長未有氮化硅保護的 SiO2 層,形成 PN 之間的隔離區

13、熱磷酸去除氮化硅,然后用 HF 溶液去除柵隔離層位置的 SiO2 ,并重新生成品質更好的 SiO2 薄膜 , 作為柵極氧化層。

14、LPCVD 沉積多晶硅層,然后涂敷光阻進行光刻,以及等離子蝕刻技術,柵極結構,并氧化生成 SiO2 保護層。

15、表面涂敷光阻,去除 P 阱區的光阻,注入砷 (As) 離子,形成 NMOS 的源漏極。用同樣的方法,在 N 阱區,注入 B 離子形成 PMOS 的源漏極。

16、利用 PECVD 沉積一層無摻雜氧化層,保護元件,并進行退火處理。

17、沉積摻雜硼磷的氧化層 18、濺鍍第一層金屬 (1) 薄膜的沉積方法根據其用途的不同而不同,厚度通常小于 1um 。 (2) 真空蒸發法( Evaporation Deposition ) (3) 濺鍍( Sputtering Deposition )

19、光刻技術定出 VIA 孔洞,沉積第二層金屬,并刻蝕出連線結構。然后,用 PECVD 法氧化層和氮化硅保護層。

20、光刻和離子刻蝕,定出 PAD 位置

21、最后進行退火處理,以保證整個 Chip 的完整和連線的連接性

晶圓制造總的工藝流程芯片的制造過程可概分為晶圓處理工序(Wafer Fabrication)、晶圓針測工序(Wafer Probe)、構裝工序(Packaging)、測試工序(Initial Test and Final Test)等幾個步驟。

其中晶圓處理工序和晶圓針測工序為前段(Front End)工序,而構裝工序、測試工序為后段(Back End)工序。

1、晶圓處理工序:本工序的主要工作是在晶圓上制作電路及電子元件(如晶體管電容、邏輯開關等),其處理程序通常與產品種類和所使用的技術有關,但一般基本步驟是先將晶圓適當清洗,再在其表面進行氧化及化學氣相沉積,然后進行涂膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反復步驟,最終在晶圓上完成數層電路及元件加工與制作。

2、晶圓針測工序:經過上道工序后,晶圓上就形成了一個個的小格,即晶粒,一般情況下,為便于測試,提高效率,同一片晶圓上制作同一品種、規格的產品;但也可根據需要制作幾種不同品種、規格的產品。在用針測(Probe)儀對每個晶粒檢測

電氣特性,并將不合格的晶粒標上記號后,將晶圓切開,分割成一顆顆單獨的晶粒,再按其電氣特性分類,裝入不同的托盤中,不合格的晶粒則舍棄。

3、構裝工序:就是將單個的晶粒固定在塑膠或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接,以作為與外界電路板連接之用,最后蓋上塑膠蓋板,用膠水封死。其目的是用以保護晶粒避免受到機械刮傷或高溫破壞。到此才算制成了一塊集成電路芯片(即我們在電腦里可以看到的那些黑色或褐色,兩邊或四邊帶有許多插腳或引線的矩形小塊)。

4、測試工序:芯片制造的最后一道工序為測試,其又可分為一般測試和特殊測試,前者是將封裝后的芯片置于各種環境下測試其電氣特性,如消耗功率、運行速度、耐壓度等。經測試后的芯片,依其電氣特性劃分為不同等級。而特殊測試則是根據客戶特殊需求的技術參數,從相近參數規格、品種中拿出部分芯片,做有針對性的專門測試,看是否能滿足客戶的特殊需求,以決定是否須為客戶設計專用芯片。經一般測試合格的產品貼上規格、型號及出廠日期等標識的標簽并加以包裝后即可出廠。而未通過測試的芯片則視其達到的參數情況定作降級品或廢品 。


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