【正文】 2023年 1月 24日星期二 2時 41分 10秒 02:41:1024 January 2023 ? 1一個人即使已登上頂峰，也仍要自強不息。勝人者有力，自勝者強。 , January 24, 2023 ? 閱讀一切好書如同和過去最杰出的人談話。 。 :41:1002:41Jan2324Jan23 ? 1世間成事，不求其絕對圓滿，留一份不足，可得無限完美。 2023年 1月 24日星期二 2時 41分 10秒 02:41:1024 January 2023 ? 1做前，能夠環(huán)視四周；做時，你只能或者最好沿著以腳為起點的射線向前。 :41:1002:41:10January 24, 2023 ? 1他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國見青山。 , January 24, 2023 ? 雨中黃葉樹，燈下白頭人。 5℃ 10min 去油脂 去光刻膠殘膜 去金屬離子 去金屬原子 去重離子 Ⅱ 號洗液 HCl:H2O2:H2O =1:1:6→1:2:8 80177。 Wafer Measurements for Degree of Planarization SiO2 Substrate Min Max SHpre Min Max SHpost Postpolish measurement Prepolish measurement SiO2 Figure Positive deviation Negative deviation Vacuum chuck Wafer Reference plane Wafer Deformation Figure CMP參數(shù)小結(jié) 1. 拋光時間：影響磨掉材料的數(shù)量、平整性 2. 磨頭壓力（向下壓力）：影響拋光速率、平坦化和非均勻性 3. 轉(zhuǎn)盤速率；影響拋光速率、非均勻性 4. 磨頭速度：影響非均勻性 5. 磨料化學(xué)成分；材料選擇比（同時磨掉幾種材料）、拋光速率 6. 磨料流速：影響拋光墊上的磨料數(shù)量和設(shè)備的潤滑性能 7. 拋光墊修整：影響拋光速率、非均勻性、 CMP工藝的穩(wěn)定性 8. 硅片 /磨料溫度：影響拋光速率 9. 硅片背壓：影響非均勻性（中央變慢）、碎片 CMP后清洗 CMP清洗重點是去除拋光工藝中帶來的磨料顆粒、被拋光材料帶來的顆粒及磨料中帶來的化學(xué)沾污物。拋光霧表征表面亞損傷層的大小。有機堿（胺）還起螯合劑的作用，限制金屬離子在芯片表面吸附，減少金屬離子污染，但須解決有機堿在晶格方向上反應(yīng)速度不一樣的問題（擇優(yōu)性） 2. 活性劑的選擇：活性劑的選擇影響拋光液的分散性、顆粒吸附后清洗難易程度以及金屬離子污染等。 目前常用的拋光液： SiO2拋光液（溶膠型） 優(yōu)點： SiO2硬度與硅的硬度相近，粒度細約 ～ ，損傷層極細，拋光速率高，高活性，高潔凈。 拋光液的組成：氧化劑，磨料，添加劑， PH穩(wěn)定劑 1. 氧化劑：與表面硅原子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，去除損傷層，實現(xiàn)高光亮度 2. 磨料：去除表面反應(yīng)產(chǎn)物及凹處，提高平坦度，使化學(xué)反應(yīng)繼續(xù)進行。 A 聚氨脂固化拋光墊：用于粗拋光，成分為發(fā)泡固化的聚氨脂，類似海綿的多孔結(jié)構(gòu)，這些小孔利于傳遞漿料和機械拋光作用。大流量使生成物迅速脫離硅片，降低摩擦熱，保證硅片表面的一致性。 2. 溫度的影響：提高溫度拋光速度增加，粗拋時 38～ 50℃ ，精拋時 20～30℃ ，防過度揮發(fā)。即 Si ＋ SiO2 2SiO, SiO + 2OH SiO32 ＋ H2 比 Si ＋ 2OH + H2O SiO32 ＋ H2 容易發(fā)生 硅的化學(xué)機械拋光過程是以化學(xué)反應(yīng)為主的機械拋光過程，若化學(xué)腐蝕作用大于機械拋光作用，表面易產(chǎn)生腐蝕坑、橘皮狀波紋。 Si ＋ 2KOH + H2O K2SiO3 ＋ 2H2 比較： 堿性腐蝕在表面平坦地、成本與環(huán)保方面優(yōu)于酸性腐蝕，但表面質(zhì)量（粗糙度和腐蝕深度）不夠理想 超大規(guī)模集成電路硅襯底的拋光技術(shù) 單純的化學(xué)拋光：拋光速度快，光潔度高，損傷低，完美性好，但表面平坦度、平行度較差，拋光一致性較差 單純的機械拋光：拋光一致性好，平坦度高，但光潔度差，損傷層深 化學(xué)機械拋光（ CMPchemical mechanical polishing）：拋光速度高，平坦度高 硅片拋光：邊緣拋光及表面拋光 1. 邊緣拋光：分散應(yīng)力，減少微裂紋，降低位錯排與滑移線，降低因碰撞而產(chǎn)生碎片的機會 2. 表面拋光：粗拋光，細拋光，精拋光 硅襯底的邊緣拋光 拋光類型：大 T型、圓弧型、小 T型 拋光方法： 1. 硅片傾斜并旋轉(zhuǎn)，加壓與轉(zhuǎn)動中的拋光布作用，拋光液選用硅溶膠，成本低。粗糙度及反射度主要受緩沖劑性能，腐蝕去除量及腐蝕前表面損傷狀況的影響。 E、不會產(chǎn)生化學(xué)泡沫。 緩沖劑的性質(zhì)： a 、在 HF+HNO3中具有一定的化學(xué)穩(wěn)定性。 腐蝕 工序目的：去除表面因加工應(yīng)力而形成的損傷層及污染（損傷層和污染部分約 15um） 化學(xué)腐蝕種類：酸性腐蝕及堿性腐蝕 腐蝕方式：噴淋（ spray）及浸泡（ batch） 酸性腐蝕 酸性腐蝕原理及加工條件： 腐蝕液－由不同比例的硝酸、氫氟酸及緩沖酸液等組成。 2. 表面活性劑的潤濕作用：固－氣界面消失，形成固－液界面 3. 起滲透作用；利用表面活性劑的潤濕性降低溶液的表面張力后，再由滲透劑的滲透作用將顆粒托起，包裹起來。 E 清洗作用－清洗細碎的磨屑和磨粒粉末 F 防銹功能－弱堿性的磨削液與磨盤形成堿性氧化物鈍化膜，并加緩蝕劑 硅單晶研磨片的清洗 硅片清洗的重要性： 硅片表面層原子因垂直切片方向的化學(xué)鍵被破壞成為懸掛鍵，形成表面附近的自由力場，極易吸附各種雜質(zhì)，如顆粒、有機雜質(zhì)、無機雜質(zhì)、金屬離子等，造成磨片后的硅片易發(fā)生變花發(fā)藍發(fā)黑等現(xiàn)象，導(dǎo)致低擊穿、管道擊穿、光刻產(chǎn)生針孔，金屬離子和原子易造成 pn結(jié)軟擊穿，漏電流增加，嚴重影響器件性能與成品率。 研磨速度： 研磨壓力增加；研磨漿料流速增加；研磨漿料內(nèi)研磨粉增加；研磨盤轉(zhuǎn)速增加都會提高研磨速度。 B 載具： 使用彈簧鋼制造，有數(shù)個比硅片直徑略大的洞，相對于盤面同時做公轉(zhuǎn)與自轉(zhuǎn)運動，確保硅片的平坦度。 A 研磨盤 材質(zhì)要求： 硬度均勻分布，能耐長時間的磨耗，容易修整。粘前用三錄乙烯清洗表面，120～ 150℃1 小時預(yù)熱， 80℃ 粘著。 第一單元 硅襯底 1 單晶硅結(jié)構(gòu) 2 硅錠及圓片制備 3 外延 基本單項工藝 第二單元 氧化與摻雜 第三單元 薄膜制備 第四單元光刻技術(shù) 4 氧化 5 擴散 6 離子注 入 7 CVD 8 PVD 9 光刻 10 現(xiàn)代光刻技術(shù) 11 刻蝕 第五單元 工藝集成和測試封裝 12 金屬化與多層互連 13 工藝集成 14 測試封裝 課程 內(nèi)容 框架圖 教材與參考書 1. 王蔚 《 微電子制造技術(shù) 原理與工藝 》 科學(xué)出版社 2023 2. 關(guān)旭東 《 硅集成電路工藝基礎(chǔ) 》 北京大學(xué)出版 2023 3. Stephen A. C.《 微電子制造科學(xué)原理與工程技術(shù) 》 電子工業(yè)出版社， 2023 4. Michael Quirk， Julian Serda. 《 半導(dǎo)體制造技術(shù) 》 ，電子工業(yè)出版社 ,2023 5. 劉玉嶺等著 ,《 微電子技術(shù)工程 》 ，電子工業(yè)出版社， 2023 集成電路制造過程 設(shè)計 芯片檢測 單晶、外延材料 掩膜版 芯片制造過程 封裝 測試 系統(tǒng)需求 硅片與晶片（ chip） 集成電路 集成電路工藝 1. 襯底加工及清洗 2. 熱氧化 3. 圖形轉(zhuǎn)移 4. 摻雜：擴散、離子注入