半導(dǎo)體制造技術(shù)

1、半導(dǎo)體制造技術(shù)-(美)Michael Ciuik Julian Serda著 韓鄭生等譯 電子工業(yè)出版社微電子制造科學(xué)原理與工程技術(shù)(第二版) (美)StephenA.Camphell著 曾瑩等譯 電子工業(yè)出版社微電子制造： 圓片生成氧化層光 刻： 淀積電阻材料形成電阻材料 淀積絕緣層形成絕緣層 淀積絕緣層形成絕緣層薄膜淀積： 濺射和蒸發(fā)（物理過程） 濺射Ar+轟擊含有淀積材料的靶 蒸發(fā)對(duì)圓片涂敷 在圓片上部生長(zhǎng)半導(dǎo)體薄層的過程稱之為外延生長(zhǎng)。CMOS工藝流程工藝名稱反應(yīng)條件備注硅襯底SiO2 氧化光刻膠掩膜板UV 對(duì)準(zhǔn)與曝光硅片曝過光的光刻膠光刻膠SiO2顯影離子化的CF4氣體RF源、光刻膠

2、SiO2氧化硅刻蝕離子化的氧氣RF源SiO2光刻膠去除柵氧化硅氧化（柵氧化硅）多晶硅摻雜氣體、硅脘氣體多晶硅淀積多晶硅柵RF源、離子化的CU4氣體多晶硅、光刻與刻蝕掃描離子束離子注入有源區(qū)氧化硅板部氧化硅氧化硅淀積接觸孔接觸刻蝕金屬接觸金屬淀積與刻蝕氧化工藝：濕法清洗氧化爐氧化前清洗化學(xué)品O2、N2、H2、Cl檢查%溶液流量膜泵溫度溫度均勻性時(shí)間溫度分布曲線顆粒時(shí)間缺陷清洗液：RCH、SC-1、SC-2清洗體系以及Piranha清洗（硫酸、過氧化氫和水的混合物）干法氧化工藝的工藝菜單步驟時(shí)間（分）溫度（0）N2凈化氣（slm）N2（slm）O2HCI備注08508.000/待機(jī)狀態(tài)158508

3、.00/裝片27.5升溫速度20/min8.00/升溫3510008.00/溫度穩(wěn)定430100002.567干法氧化53010008.00/退化630除溫速度5/min8.00/降溫758508.00/卸片88508.000/待機(jī)狀態(tài)危險(xiǎn)性：酸和堿（PH小于7為酸性，大于7為堿性）有毒性：磷化氫和砷化氫易燃性：酒精和丙銅自然性：硅烷（在空氣55（130 F）溫度不能夠自燃的物質(zhì)）HF侵蝕玻璃，只能用塑料容器存放和使用。 不相溶的化學(xué)物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)不能與之混合的物質(zhì)丙酮溴、氯、硝酸和硫酸氟化錳酸溶液三氧化銻金屬和還原劑砷化三氫氧化化合物三氯化硼濕氣或水易燃液體硝酸銨、鉻酸、過氧化氫、硝酸、過氧化

4、物、鹵素氫氟酸氟溶液過氧化氫銅、鉻、鐵、大部分金屬或它們的鹽、酒精、丙醇帶胺、有機(jī)材料、硝基甲烷、易燃液體和可燃材料硫酸乙酸、苯胺、鉻酸、氰氫酸、硫化氨、易燃?xì)怏w（液體）氧諸如丙酮、乙炔、油脂、氫油、磷等易燃?xì)怏w、液體、固體硫酸氯化鉀、高氯酸鉀、高錳酸鉀及像鈉和鋰一樣的輕金屬化合物集成電路制造工藝：N（P）型 SiO2 光刻 B LPVCD（SiO2） 光刻（引線孔） 蒸發(fā) 光刻集成電路芯片生產(chǎn)，工藝復(fù)雜，工藝步驟高達(dá)300余步，同時(shí)使用多種化學(xué)試劑和特種氣體。但總體來說生產(chǎn)工藝流程是使用硅拋光/外延大園片，在其清洗干凈的表面上，通過氧化或CVD的方法形成阻擋或隔離層薄膜，由光刻技術(shù)形成摻雜孔

5、或接觸孔，然后采用離子注入或擴(kuò)散的方法摻雜形成器件PN結(jié)，最后由濺射鍍膜或CVD成膜的方法形成互聯(lián)引線。主要生產(chǎn)工序包括：清洗氧化、擴(kuò)散CVD沉積光刻去膠干法刻蝕CMP拋光濕法腐蝕離子注入濺射檢測(cè)入庫(kù)。生產(chǎn)所需主要原材料包括硅片、光掩模、石英制品、大宗氣體、烷類特種氣體、化學(xué)試劑、光刻膠、顯影劑等幾大類，生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物包括酸堿廢水、含F(xiàn)-廢水、CMP廢水、酸堿性廢氣、有機(jī)廢氣、廢液等。大宗氣體包括氮?dú)?、氧氣、氫氣、氬氣、氦氣等。純水裝設(shè)容量（m3/h）80電阻率(MCM、25)18.1TOC(ppb)2細(xì)菌(個(gè)/100ml)1Si (ppb)0.5Na、K、Ca、Ni、Fe、Zn、Cu、Al

6、0.01Cl(ppb)0.05SO4、NO3 (ppm)0.1PO4 (m)0.5水溫（）冷：232水壓（MPa）0.30.05（使用點(diǎn)）l 冷卻循環(huán)水裝設(shè)容量（m3/h）340 供水壓力（MPa）0.80 供水溫度 （）16回水溫度 （） 21供水水質(zhì) 電導(dǎo)率 100m/cm, PH 6.87.5 l 高純氧氣（純化器出口）純 度（%）99.9995裝設(shè)容量（m3/h）75CO2含量(ppb) 1 CO含量(ppb) 1 H2O含量(ppb) 1 N2 (100ppb) 1THC(100ppb) 1微粒(pcs/l)0.1m 1使用壓力（Mpa）0.5l 高純氫氣（純化器出口）純 度（%）9

7、9.9999裝設(shè)容量（m3/h）14含O2量(ppb) 1 CO2含量(ppb) 1 CO含量(ppb) 1 H2O含量(ppb) 1 THC(100ppb) 1N2 (ppb) 1微粒(pcs/l)0.1m 1使用壓力（Mpa）0.5l 高純氮?dú)饧?度（%）99.9999裝設(shè)容量（m3/h）400含O2量(ppb) 1 CO2含量(ppb) 1 CO含量(ppb) 1 H2O含量(ppb) 1 THC(100ppb) 1H2 (ppb) 1微粒(pcs/l)0.1m 1使用壓力（Mpa）0.6l 普通氮?dú)饧?度（%）99.999裝設(shè)容量（含高純氮）（m3/h）1275含O2量(ppb) 20

8、0 CO2含量(ppb) 100 CO含量(ppb) 100 H2O含量(ppb) 100 THC(100ppb) 100H2 (ppb) 100微粒(pcs/l)0.1m 5使用壓力（Mpa）0.7l 壓縮空氣露點(diǎn)（%） -70裝設(shè)容量（m3/h）1260微粒(pcs/l)0.1m 0.35(0.24m)使用壓力（Mpa）0.76.4.1.1局部排風(fēng)工藝生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的局部廢氣包括一般排風(fēng)、酸性廢氣、堿性廢氣與有機(jī)廢氣四類。要求一般排風(fēng)的工藝設(shè)備有：離子注入?yún)^(qū)的快速退火爐、濺射區(qū)的濺射臺(tái)、清洗區(qū)的爐管干燥機(jī)及工夾具干燥機(jī)、光刻區(qū)的光刻機(jī)、氧化擴(kuò)散區(qū)的氧化爐及擴(kuò)散爐等。設(shè)備在生產(chǎn)過程中散發(fā)的高

9、溫及一般廢氣，采用接管方式，由排風(fēng)機(jī)直接排至室外。排風(fēng)機(jī)共4臺(tái)（3用1備），設(shè)置在屋面上。排風(fēng)機(jī)編號(hào)為FAB1-R-GEX-EF-0104。產(chǎn)生酸性廢氣的工藝設(shè)備有：離子注入?yún)^(qū)的注入機(jī)、清洗區(qū)的清洗機(jī)及腐蝕機(jī)、等離子去膠區(qū)的腐蝕機(jī)、光刻區(qū)的光刻機(jī)、CVD區(qū)的LPCVD及CVD爐、氧化擴(kuò)散區(qū)的退火爐及合金爐、干法刻蝕區(qū)的刻蝕機(jī)等。通過接管將廢氣經(jīng)由洗滌塔水洗處理達(dá)標(biāo)后排至大氣。臥式橫流式洗滌塔2套、排風(fēng)機(jī)共3臺(tái)（2用1備），均設(shè)置在屋面上。每套洗滌塔包括洗滌器、風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、風(fēng)管出入口的風(fēng)閥、監(jiān)測(cè)儀器和及相關(guān)控制儀表等。排風(fēng)機(jī)編號(hào)為FAB1-R-SEX-EF-0103。產(chǎn)生堿性廢氣的工藝設(shè)備有

10、：清洗區(qū)的清洗機(jī)及腐蝕機(jī)等。通過接管將廢氣經(jīng)由洗滌塔水洗處理達(dá)標(biāo)后排至大氣。臥式橫流式洗滌塔1套、排風(fēng)機(jī)共2臺(tái)（1用1備），均設(shè)置在屋面上。洗滌塔配置同酸性廢氣洗滌塔。排風(fēng)機(jī)編號(hào)為FAB1-R-AEX-EF-01、02。產(chǎn)生有機(jī)廢氣的工藝設(shè)備有：離子注入?yún)^(qū)的注入機(jī)、等離子去膠區(qū)的去膠機(jī)、光刻區(qū)的涂膠機(jī)等。通過接管將廢氣經(jīng)由有機(jī)廢氣吸附裝置處理達(dá)標(biāo)后排至大氣。吸附裝置2套、排風(fēng)機(jī)共3臺(tái)（2用1備），均設(shè)置在屋面上。排風(fēng)機(jī)編號(hào)為FAB1-R-VEX-EF-0103。上述每個(gè)系統(tǒng)由廠房設(shè)施管理系統(tǒng)（FMCS）集中控制，每臺(tái)風(fēng)機(jī)均配置一組壓差傳感器以測(cè)定風(fēng)機(jī)前后壓力變化。每一排氣系統(tǒng)風(fēng)管上設(shè)置靜壓傳感

11、器，測(cè)定系統(tǒng)實(shí)際壓力，同時(shí)以變頻器控制風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整風(fēng)量，確保排風(fēng)系統(tǒng)穩(wěn)定。各建筑局部排風(fēng)量見附表6-1。6.4.1.2全室通風(fēng)真空站、變電站等房間內(nèi)設(shè)備運(yùn)行過程中散發(fā)熱量，設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行全面換氣。潔具間、衛(wèi)生間等設(shè)置全室機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)排除異味。溶劑輸送系統(tǒng)、有機(jī)廢液收集、易燃易爆氣體間、化學(xué)液體供應(yīng)系統(tǒng)、惰性及腐蝕性氣體間、酸堿廢液收集間等的空調(diào)風(fēng)不回用，根據(jù)氣體性質(zhì)排至對(duì)應(yīng)的工藝排風(fēng)系統(tǒng)處理后排放。其中，溶劑輸送系統(tǒng)及有機(jī)廢液收集房間的送風(fēng)及工藝排風(fēng)支管上設(shè)置氣動(dòng)閥，發(fā)生火災(zāi)時(shí)關(guān)閉相應(yīng)房間的氣動(dòng)閥，CO2滅火后開啟房間內(nèi)的CO2排風(fēng)氣動(dòng)閥，啟動(dòng)CO2排風(fēng)機(jī)，直至CO2濃度低于允許濃度，關(guān)閉排風(fēng)機(jī)及其氣動(dòng)閥，重新開啟送風(fēng)及工藝排風(fēng)管上的氣動(dòng)閥。易燃易爆氣體間送風(fēng)支管上設(shè)氣動(dòng)閥，事故時(shí)關(guān)閉，并加大房間的排風(fēng)量。氫氣間設(shè)置事故排風(fēng)系統(tǒng)，換氣次數(shù)不低于12次/小時(shí)，風(fēng)機(jī)采用防爆型，與