晶圆制造工艺流程

1、表面清洗

2、初次氧化

3、CVD(Chemical Vapor deposition)法沉积一层Si3N4(Hot CVD或LPCVD)。

(1)常压CVD(Normal Pressure CVD)

(2)低压CVD(Low Pressure CVD)

(3)热CVD(Hot CVD)/(thermal CVD)

(4)电浆增强CVD(Plasma Enhanced CVD)

(5)MOCVD(Metal Organic(6)外延生长法(LPE)

4、涂敷光刻胶(1)光刻胶的涂敷

(2)预烘

(3)曝光

(4)显影

(5)后烘

(6)腐蚀

(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

(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(Evaporation Deposition)

(3)溅镀(Sputtering Deposition)

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、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(Wafer Fabrication)、晶圆针测工序(Wafer Probe)、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(Front End)工序，而构装工序、测试工序为后段(Back End)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，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，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

一些半导体制造名词解释

ETCH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

蚀刻对象依薄膜种类可分为:

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

何谓湿式蚀刻

答:利用液相的酸液或溶剂;将不要的薄膜去除

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.

何谓干式蚀刻?

答:利用plasma将不要的薄膜去除

何谓Under-etching(蚀刻不足)?

答:系指被蚀刻材料，在被蚀刻途中停止造成应被去除的薄膜仍有残留

何谓Over-etching(过蚀刻)

答:蚀刻过多造成底层被破坏

何谓Etch rate(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:是在蚀刻室的清净或更换零件后，为要稳定制程条件，使用仿真(dummy)晶圆进行数次的蚀刻循环。

Asher的主要用途:

答:光阻去除

Wet bench dryer功用为何?

答:将晶圆表面的水份去除

列举目前Wet bench dry方法:

答:(1)Spin Dryer(2)Marangoni dry(3)IPA Vapor Dry

何谓Spin Dryer

答:利用离心力将晶圆表面的水份去除

何谓Maragoni Dryer

答:利用表面张力将晶圆表面的水份去除

何谓IPA Vapor Dryer

答:利用IPA(异丙醇)和水共溶原理将晶圆表面的水份去除

测Particle时,使用何种测量仪器?

答:Tencor Surfscan

测蚀刻速率时,使用何者量测仪器?

答:膜厚计,测量膜厚差值

何谓AEI

答:After Etching Inspection蚀刻后的检查

AEI目检Wafer须检查哪些项目:

答:(1)正面颜色是否异常及刮伤(2)有无缺角及Particle(3)刻号是否正确

金属蚀刻机台转非金属蚀刻机台时应如何处理?

答:清机防止金属污染问题

金属蚀刻机台asher的功用为何?

答:去光阻及防止腐蚀

金属蚀刻后为何不可使用一般硫酸槽进行清洗?

答:因为金属线会溶于硫酸中

"Hot Plate"机台是什幺用途?

答:烘烤

Hot Plate烘烤温度为何?

答:90~120度C

何种气体为Poly ETCH主要使用气体?

答:Cl2,HBr,HCl

用于Al金属蚀刻的主要气体为

答:Cl2,BCl3

用于W金属蚀刻的主要气体为

答:SF6

何种气体为oxide vai/contact ETCH主要使用气体?

答:C4F8,C5F8,C4F6

硫酸槽的化学成份为:

答:H2SO4/H2O2

AMP槽的化学成份为:

答:NH4OH/H2O2/H2O

UV curing是什幺用途?

答:利用UV光对光阻进行预处理以加强光阻的强度

"UV curing"用于何种层次?

答:金属层

何谓EMO?

答:机台紧急开关

EMO作用为何?答:当机台有危险发生之顾虑或已不可控制,可紧急按下湿式蚀刻门上贴有那些警示标示?

答:(1)警告.内部有严重危险.严禁打开此门(2)机械手臂危险.严禁打开此门(3)化学药剂危险.严禁打开此门

遇化学溶液泄漏时应如何处置?

答:严禁以手去测试漏出之液体.应以酸碱试纸测试.并寻找泄漏管路.

遇IPA槽着火时应如何处置??

答:立即关闭IPA输送管路并以机台之灭火器灭火及通知紧急应变小组

BOE槽之主成份为何?

答:HF(氢氟酸)与NH4F(氟化铵).

BOE为那三个英文字缩写?

答:Buffered Oxide Etcher。

有毒气体之阀柜(VMB)功用为何?

答:当有毒气体外泄时可利用抽气装置抽走,并防止有毒气体漏出

电浆的频率一般13.56 MHz,为何不用其它频率?

答:为避免影响通讯品质,目前只开放特定频率,作为产生电浆之用,如380~420KHz,13.56MHz,2.54GHz等

何谓ESC(electrical static chuck)

答:利用静电吸附的原理,将Wafer固定在极板(Substrate)上

Asher主要气体为

答:O2

Asher机台进行蚀刻最关键之参数为何?

答:温度

简述TURBO PUMP原理

答:利用涡轮原理,可将压力抽至10-6TORR

热交换器(HEAT EXCHANGER)之功用为何?

答:将热能经由介媒传输,以达到温度控制之目地

简述BACKSIDE HELIUM COOLING之原理?

答:藉由氦气之良好之热传导特性,能将芯片上之温度均匀化

ORIENTER之用途为何?

答:搜寻notch边,使芯片进反应腔的位置都固定,可追踪问题

简述EPD之功用

答:侦测蚀刻终点;End point detector利用波长侦测蚀刻终点

何谓MFC?

答:mass flow controler气体流量控制器;用于控制反应气体的流量

GDP为何?

答:气体分配盘(gas distribution plate)

GDP有何作用?

答:均匀地将气体分布于芯片上方

何谓isotropic etch?

答:等向性蚀刻;侧壁侧向蚀刻的机率均等

何谓anisotropic etch?

答:非等向性蚀刻;侧壁侧向蚀刻的机率少

何谓etch选择比?

答:不同材质之蚀刻率比值

何谓AEI CD?

答:蚀刻后特定图形尺寸之大小,特征尺寸(Critical Dimension)

何谓CD bias?

答:蚀刻CD减蚀刻前黄光CD

简述何谓田口式实验计划法?

答:利用混合变因安排辅以统计归纳分析

何谓反射功率?答:蚀刻过程中,所施予之功率并不会完全地被反应腔内接收端所接受,会有部份值反射掉,此反射之量,称为反射功率

Load Lock之功能为何?

答:Wafers经由loadlock后再进出反应腔,确保反应腔维持在真空下不受粉尘及湿度的影响.

厂务供气系统中何谓Bulk Gas?

答:Bulk Gas为大气中普遍存在之制程气体,如N2,O2,Ar等.厂务供气

系统中何谓Inert Gas?

答:Inert Gas为一些特殊无强烈毒性的气体,如NH3,CF4,CHF3,SF6等.

厂务供气系统中何谓Toxic Gas?

答:Toxic Gas为具有强烈危害人体的毒性气体,如SiH4,Cl2,BCl3等.

机台维修时,异常告示排及机台控制权应如何处理?

答:将告示牌切至异常且将机台控制权移至维修区以防有人误动作

冷却器的冷却液为何功用?

答:传导热

Etch之废气有经何种方式处理?

答:利用水循环将废气溶解之后排放至废酸槽

何谓RPM?

答:即Remote Power Module,系统总电源箱.

火灾异常处理程序

答:(1)立即警告周围人员.(2)尝试3秒钟灭火.(3)按下EMO停止机台.(4)关闭VMB Valve并通知厂务.(5)撤离.

一氧化碳(CO)侦测器警报异常处理程序

答:(1)警告周围人员.(2)按Pause键,暂止Run货.(3)立即关闭VMB阀,并通知厂务.(4)进行测漏.

高压电击异常处理程序

答:(1)确认安全无虑下,按EMO键(2)确认受伤原因(误触电源,漏水等)(3)处理受伤人员

T/C(传送Transfer Chamber)之功能为何?

答:提供一个真空环境,以利机器手臂在反应腔与晶舟间传送Wafer,节省时间.

机台PM时需佩带面具否

答:是,防毒面具

机台停滞时间过久run货前需做何动作

答:Seasoning(陈化处理)

何谓Seasoning(陈化处理)

答:是在蚀刻室的清净或更换零件后，为要稳定制程条件，使用仿真(dummy)晶圆进行数次的蚀刻循环。

何谓日常测机

答:机台日常检点项目,以确认机台状况正常

何谓WAC(Waferless Auto Clean)

答:无wafer自动干蚀刻清机

何谓Dry Clean

答:干蚀刻清机

日常测机量测etch rate之目的何在?

答:因为要蚀刻到多少厚度的film,其中一个重要参数就是蚀刻率操作酸

碱溶液时,应如何做好安全措施?

答:(1)穿戴防酸碱手套围裙安全眼镜或护目镜(2)操作区备有清水与水管以备不时之需(3)操作区备有吸酸棉及隔离带

如何让chamber达到设定的温度?

答:使用heater和chiller

Chiller之功能为何?

答:用以帮助稳定chamber温度

如何在chamber建立真空?

答:(1)首先确立chamber parts组装完整(2)以dry pump作阶段的真空建立(3)当圧力到达100mTD寺再以turbo pump抽真空至1mT以下

真空计的功能为何?

答:侦测chamber的压力,确保wafer在一定的压力下process

Transfer module之robot功用为何?

答:将wafer传进chamber与传出chamber之用

何谓MTBC?(mean time between clean)

答:上一次wet clean到这次wet clean所经过的时间

RF Generator是否需要定期检验?

答:是需要定期校验;若未校正功率有可能会变化;如此将影响电浆的组成

为何需要对etch chamber温度做监控?

答:因为温度会影响制程条件;如etching rate/均匀度

为何需要注意dry pump exhaust presure(pump出口端的气压)?

答:因为气压若太大会造成pump负荷过大;造成pump跳掉,影响chamber的压力,直接影响到run货品质

为何要做漏率测试?(Leak rate)

答:(1)在PM后PUMP Down 1~2小时后;为确保chamber Run货时,无大气进入chambe影响chamber GAS成份(2)在日常测试时,为确保chamber内来自大气的泄漏源,故需测漏

机台发生Alarm时应如何处理?

答:(1)若为火警,立即圧下EMO(紧急按钮),并灭火且通知相关人员与主管(2)若是一般异常,请先检查alarm讯息再判定异常原因,进而解决问题,若未能处理应立即通知主要负责人

蚀刻机台废气排放分为那几类?

答:一般无毒性废气/有毒酸性废气排放

蚀刻机台使用的电源为多少伏特(v)?

答:208V三相

式蚀刻机台分为那几个部份?

答:(1)Load/Unload端(2)transfer module(3)Chamber process module(4)真空系统(5)GAS system(6)RF system

在半导体程制中,湿制程(wet processing)分那二大頪?

答:(1)晶圆洗净(wafer cleaning)(2)湿蚀刻(wet etching).

晶圆洗净(wafer cleaning)的设备有那几种?

答:(1)Batch type(immersion type):a)carrier type b)Cassetteless type(2)Single wafer type(spray type)

晶圆洗净(wafer cleaning)的目的为何?

答:去除金属杂质,有机物污染及微尘.

半导体制程有那些污染源?

答:(1)微粒子(2)金属(3)有机物(4)微粗糙(5)天生的氧化物

RCA清洗制程目的为何?

答:于微影照像后,去除光阻,清洗晶圆,并做到酸碱中和,使晶圆可进行下一个制程.

洗净溶液APM(SC-1)-->NH4OH:H2O2:H2O的目的为何?

答:去除微粒子及有机物

洗净溶液SPM-->H2SO4:H2O2:H2O的目的为何?

答:去除有机物

洗净溶液HPM(SC-2)-->HCL:H2O2:H2O的目的为何?

答:去除金属

洗净溶液DHF-->HF:H2O(1:100~1:500)的目的为何?

答:去除自然氧化膜及金属

洗净溶液FPM-->HF:H2O2:H2O的目的为何?

答:去除自然氧化膜及金属

洗净溶液BHF(BOE)-->HF:NH4F的目的为何?

答:氧化膜湿式蚀刻

洗净溶液热磷酸-->H3PO4的目的为何?

答:氮化膜湿式蚀刻

0.25微米逻辑组件有那五种标准清洗方法?

答:(1)扩散前清洗(2)蚀刻后清洗(3)植入后清洗(4)沉积前洗清(5)CMP后清洗

超音波刷洗(ultrasonic scrubbing)目的为何?

答:去除不溶性的微粒子污染

何谓晶圆盒(POD)清洗?答:利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(wafer saw)(2)晶圆磨薄(wafer lapping)(3)晶圆拋光(wafer polishing)(4)化学机械研磨

晶圆湿洗净设备有那几种?

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