晶圓制造工藝流程

1、21、最后進行退火處理，以保證整個 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

2、 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

3、、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(qū) 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(qū)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(qū)，注入 B 離子形成 PMOS 的源漏極。 16、利用 PECVD 沉積一層無摻雜氧

4、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(jù)其用途的不同而不同，厚度通常小于 1um 。 ( 2) 真空蒸發(fā)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 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)、

5、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(chǎn)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(shù)層電路及元件加工與制作。 2、 晶圓針測工序： 經(jīng)過上道工序后，

6、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(guī)格的產(chǎn)品；但也可根據(jù)需要制作幾 種不同品種、規(guī)格的產(chǎn)品。在用針測( Probe)儀對每個晶粒檢測其電氣特性，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

7、 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(huán)境下測試其電氣特性， 如消耗功率、運行速度、 耐壓度等。 經(jīng)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(jù)客戶特殊需求的技術參數(shù)， 從相近參數(shù)規(guī)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(jīng)一般測試合格的產(chǎn)品貼上規(guī)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

8、片則視其達到的參數(shù)情況定作降 級品或廢品 ETCH 何謂蝕刻 (Etch)? 答：將形成在晶圓表面上的薄膜全部，或特定處所去除至必要厚度的制程。 蝕刻種類 : 答： (1) 干蝕刻 (2) 濕蝕刻 蝕刻對象依薄膜種類可分為 : 答： poly,oxide, metal 何謂 dielectric 蝕刻 (介電質蝕刻 )? 答： Oxide etch and nitride etch 半導體中一般介電質材質為何 ? 答：氧化硅 / 氮化硅 何謂濕式蝕刻 答：利用液相的酸液或溶劑 ;將不要的薄膜去除 何謂電漿 Plasma? 答：電漿是物質的第四狀態(tài) .帶有正 ,負電荷及中性粒子之總和 ;其中包含

9、電子 ,正離子 ,負 離子 ,中性分子 ,活性基及發(fā)散光子等 ,產(chǎn)生電漿的方法可使用高溫或高電壓 . 何謂干式蝕刻 ? 答：利用 plasma 將不要的薄膜去除 何謂 Under -etching( 蝕刻不足 )? 答：系指被蝕刻材料，在被蝕刻途中停止造成應被去除的薄膜仍有殘留 何謂 Over-etching( 過蝕刻 ) 答：蝕刻過多造成底層被破壞 何謂 Etch rate(蝕刻速率) 答：單位時間內可去除的蝕刻材料厚度或深度 何謂 Seasoning(陳化處理) 答：是在蝕刻室的清凈或更換零件后，為要穩(wěn)定制程條件，使用仿真( dummy ) 進行數(shù)次的蝕刻循環(huán)。 Asher 的主要用途 :

10、 答：光阻去除 Wet bench dryer 功用為何 ? 答：將晶圓表面的水份去除 列舉目前 Wet bench dry 方法 : 答： (1) Spin Dryer (2) Marangoni dry (3) IPA Vapor Dry 何謂 Spin Dryer 答：利用離心力將晶圓表面的水份去除 何謂 Maragoni Dryer 答：利用表面張力將晶圓表面的水份去除 何謂 IPA Vapor Dryer 答：利用 IPA 異丙醇)和水共溶原理將晶圓表面的水份去除 測 Particle 時,使用何種測量儀器 ? 答： Tencor Surfscan 測蝕刻速率時 ,使用何者量測儀器

11、? 答：膜厚計 ,測量膜厚差值 何謂 AEI 答： After Etching Inspection 蝕刻后的檢查 AEI 目檢 Wafer 須檢查哪些項目 : 答： (1) 正面顏色是否異常及刮傷 (2) 有無缺角及 Particle (3)刻號是否正確 金屬蝕刻機臺轉非金屬蝕刻機臺時應如何處理 ? 答：清機防止金屬污染問題 金屬蝕刻機臺 asher 的功用為何 ? 答：去光阻及防止腐蝕 金屬蝕刻后為何不可使用一般硫酸槽進行清洗 ? 答：因為金屬線會溶于硫酸中 Hot Plate 機臺是什幺用途 ? 答：烘烤 Hot Plate 烘烤溫度為何 ? 答： 90120 度 C 何種氣體為 Pol

12、y ETCH 主要使用氣體？ 答： Cl2, HBr, HCl 用于 Al 金屬蝕刻的主要氣體為 答： Cl2, BCl3 用于 W 金屬蝕刻的主要氣體為 答： SF6 何種氣體為 oxide vai/contact ETCH 主要使用氣體 ? 答： C4F8, C5F8, C4F6 硫酸槽的化學成份為 : 答： H2SO4/H2O2 AMP 槽的化學成份為 : 答： NH4OH/H2O2/H2O UV curing 是什幺用途 ? 答：利用 UV 光對光阻進行預處理以加強光阻的強度 UV curing 用于何種層次 ? 答：金屬層 何謂 EMO? 答：機臺緊急開關 EMO 作用為何 ? 答：

13、當機臺有危險發(fā)生之顧慮或已不可控制 ,可緊急按下 濕式蝕刻門上貼有那些警示標示 ? 答：(1) 警告 .內部有嚴重危險 .嚴禁打開此門 (2) 機械手臂危險 . 嚴禁打開此門 (3) 化 學藥劑危晶圓 險 . 嚴禁打開此門 遇化學溶液泄漏時應如何處置 ? 答：嚴禁以手去測試漏出之液體 . 應以酸堿試紙測試 . 并尋找泄漏管路 . 遇 IPA 槽著火時應如何處置 ? 答：立即關閉 IPA 輸送管路并以機臺之滅火器滅火及通知緊急應變小組 BOE 槽之主成份為何 ? 答：HF 氫氟酸)與 NH4F(氟化銨). BOE 為那三個英文字縮寫 ？ 答： Buffered Oxide Etcher 。 有毒

14、氣體之閥柜(VMB)功用為何？ 答：當有毒氣體外泄時可利用抽氣裝置抽走 ,并防止有毒氣體漏出 電漿的頻率一般 13.56 MHz,為何不用其它頻率？ 答： 為避免影響通訊品質,目前只開放特定頻率,作為產(chǎn)生電 漿之用,如 380420KHz ,13.56M Hz, 2.54GHz 等 何謂 ESC(electrical static chuck) 答：利用靜電吸附的原理 , 將 Wafer 固定在極板 (Substrate) 上 Asher 主要氣體為 答： O2 Asher 機臺進行蝕刻最關鍵之參數(shù)為何 ? 答：溫度 簡述 TURBO PUMP 原理 答：利用渦輪原理 ,可將壓力抽至 10-6

15、TORR 熱交換器(HEAT EXCHANGE 之功用為何？ 答：將熱能經(jīng)由介媒傳輸 ,以達到溫度控制之目地 簡述 BACKSIDE HELIUM COOLIN 之原理？ 答：藉由氦氣之良好之熱傳導特性 ,能將芯片上之溫度均勻化 ORIENTER 之用途為何？ 答：搜尋 notch 邊 ,使芯片進反應腔的位置都固定 ,可追蹤問題 簡述 EPD 之功用 答：偵測蝕刻終點 ;End point detector 利用波長偵測蝕刻終點 何謂 MFC？ 答： mass flow controler 氣體流量控制器 ;用于控制 反應氣體的流量 GDP 為何? 答：氣體分配盤 (gas distribut

16、ion plate) GDP 有何作用？ 答：均勻地將氣體分布于芯片上方 何謂 isotropic etch? 答：等向性蝕刻 ;側壁側向蝕刻的機率均等 何謂 anisotropic etch? 答：非等向性蝕刻 ;側壁側向蝕刻的機率少 何謂 etch 選擇比 ? 答：不同材質之蝕刻率比值 何謂 AEI CD? 答：蝕刻后特定圖形尺寸之大小 ,特征尺寸 (Critical Dimension) 何謂 CD bias? 答：蝕刻 CD 減蝕刻前黃光 CD 簡述何謂田口式實驗計劃法 ? 答：利用混合變因安排輔以統(tǒng)計歸納分析 何謂反射功率 ? 答：蝕刻過程中 ,所施予之功率并不會完全地被反應腔內接收

17、端所接受 ,會有部份值反射 掉,此反射之量 ,稱為反射功率 Load Lock 之功能為何 ? 答： Wafers 經(jīng)由 loadlock 后再進出反應腔 ,確保反應腔維持在真空下不受粉塵及濕度的 影響. 廠務供氣系統(tǒng)中何謂 Bulk Gas ? 答： Bulk Gas 為大氣中普遍存在之制程氣體 , 如 N2, O2, Ar 等. 廠務供氣系統(tǒng)中何謂 Inert Gas? 答：Inert Gas 為一些特殊無強烈毒性的氣體 ,女口 NH3, CF4, CHF3, SF6 等. 廠務供氣系統(tǒng)中何謂 Toxic Gas ? 答： Toxic Gas 為具有強烈危害人體的毒性氣體 , 如 SiH4

18、, Cl2, BCl3 等. 機臺維修時 ,異常告示排及機臺控制權應如何處理 ? 答：將告示牌切至異常且將機臺控制權移至維修區(qū)以防有人誤動作 冷卻器的冷卻液為何功用 ? 答：傳導熱 Etch 之廢氣有經(jīng)何種方式處理 ? 答：利用水循環(huán)將廢氣溶解之后排放至廢酸槽 何謂 RPM? 答：即 Remote Power Module, 系統(tǒng)總電源箱 . 火災異常處理程序 答： (1) 立即警告周圍人員 . (2) 嘗試 3 秒鐘滅火 . (3) 按下 EMO 停止機臺 . (4) 關閉 VMB Valve 并通知廠務 . (5) 撤離 . 一氧化碳(CO)(貞測器警報異常處理程序 答：(1) 警告周圍人

19、員 . (2) 按 Pause 鍵,暫止 Run 貨. (3) 立即關閉 VMB 閥,并通知廠 務. (4) 進行測漏 . 高壓電擊異常處理程序 答：(1) 確認安全無慮下 ,按 EMO 鍵 (2) 確認受傷原因 (誤觸電源 ,漏水等 )(3) 處理受傷人 員 T/C (傳送 Transfer Chamber) 之功能為何 ? 答：提供一個真空環(huán)境,以利機器手臂在反應腔與晶舟間傳送 Wafer,節(jié)省時間. 機臺 PM 時需佩帶面具否 答：是 ,防毒面具 機臺停滯時間過久 run 貨前需做何動作 答：Seasoning(陳化處理) 何謂 Seasoning(陳化處理) 答：是在蝕刻室的清凈或更換

20、零件后，為要穩(wěn)定制程條件，使用仿真( dummy ) 晶圓 進行數(shù)次的蝕刻循環(huán)。 何謂日常測機 答：機臺日常檢點項目 , 以確認機臺狀況正常 何謂 WAC (Waferless Auto Clean) 答：無 wafer 自動干蝕刻清機 何謂 Dry Clean 答：干蝕刻清機 日常測機量測 etch rate 之目的何在 ? 答：因為要蝕刻到多少厚度的 film, 其中一個重要參數(shù)就是蝕刻率 操作酸堿溶液時 ,應如何做好安全措施 ? 答： (1) 穿戴防酸堿手套圍裙安全眼鏡或護目鏡 (2) 操作區(qū)備有清水與水管以備不時之 需(3) 操作區(qū)備有吸酸棉及隔離帶 如何讓 chamber 達到設定的

21、溫度 ? 答：使用 heater 和 chiller Chiller 之功能為何 ? 答：用以幫助穩(wěn)定 chamber 溫度 如何在 chamber 建立真空 ? 答： (1) 首先確立 chamber parts 組裝完整 (2) 以 dry pump 作第一階段的真空建立 (3) 當 圧力到達 100mT D寺再以 turbo pump 抽真空至 1mT 以下 真空計的功能為何 ? 答：貞測 chamber 的壓力 ,確保 wafer 在一定的壓力下 process Transfer module 之 robot 功用為何 ? 答：將 wafer 傳進 chamber 與傳出 chambe

22、r 之用 何謂 MTBC? (mean time between clean) 答：上一次 wet clean 到這次 wet clean 所經(jīng)過的時間 RF Generator 是否需要定期檢驗 ? 答：是需要定期校驗 ;若未校正功率有可能會變化 ;如此將影響電漿的組成 為何需要對 etch chamber 溫度做監(jiān)控 ? 答：因為溫度會影響制程條件 ;如 etching rate/ 均勻度 為何需要注意 dry pump exhaust presure (pump 出口端的氣壓 )? 答：因為氣壓若太大會造成 pump 負荷過大 ; 造成 pump 跳掉 , 影響 chamber 的壓力

23、, 直 接影響到 run 貨品質 為何要做漏率測試 ? (Leak rate ) 答： (1) 在 PM 后 PUMP Down 12 小時后 ; 為確保 chamber Run 貨時 ,無大氣進入 chambe 影響 chamber GAS 成份 (2) 在日常測試時 ,為確保 chamber 內來自大氣的泄漏源 ,故需測漏 機臺發(fā)生 Alarm 時應如何處理 ? 答：(1)若為火警，立即圧下 EMO(緊急按鈕)，并滅火且通知相關人員與主管 (2)若是一般 異常 ,請先檢查 alarm 訊息再判定異常原因 ,進而解決問題 ,若未能處理應立即通知主要負責 人 蝕刻機臺廢氣排放分為那幾類 ? 答

24、：一般無毒性廢氣 / 有毒酸性廢氣排放 蝕刻機臺使用的電源為多少伏特 (v)? 答： 208V 三相 干式蝕刻機臺分為那幾個部份 ? 答： (1) Load/Unload 端 (2) transfer module (3) Chamber process module (4) 真空系統(tǒng) (5) GAS system (6) RF system 在半導體程制中 ， 濕制程 (wet processing) 分那二大頪 ? 答： (1) 晶圓洗凈 (wafer cleaning) (2) 濕蝕刻 (wet etching). 晶圓洗凈 (wafer cleaning) 的設備有那幾種 ? 答： (1) Batch type(immersion type): a) carrier type b)Cassetteless type (2) Single wafer type(spray type) 晶圓洗凈 (wafer cleaning) 的目的為何 ? 答：去除金屬雜質 ，有機物污染及微塵 . 半導體制程有那些污染源 ? 答： (1) 微粒子 (2) 金屬 (3) 有機物 (4) 微粗糙 (5) 天生的氧化物 RCA 清洗制程目的為何？ 答：于微影照像后