集成電路制造工藝流程之詳細(xì)解答

1、集成電路制造工藝流程 集成電路制造工藝流程 1 / 9集成電路制造工藝流程之詳細(xì)解答1. 1.晶圓制造 晶圓制造( 晶體生長-切片-邊緣研磨-拋光-包裹-運(yùn)輸 )晶體生長 晶體生長(Crystal (Crystal Growth) Growth)晶體生長需要高精度的自動(dòng)化拉晶系統(tǒng)。將石英礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá) 0.99999999999。采用精煉石英礦而獲得的多晶硅，加入少量的電

2、活性“摻雜劑” ，如砷、硼、磷或銻，一同放入位于高溫爐中融解。多晶硅塊及摻雜劑融化以后，用一根長晶線纜作為籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋轉(zhuǎn)線纜并慢慢拉出，最后，再將其冷卻結(jié)晶，就形成圓柱狀的單晶硅晶棒，即硅棒。此過程稱為“長晶” 。硅棒一般長 3 英尺，直徑有 6 英寸、8 英寸、12 英寸等不同尺寸。硅晶棒再經(jīng)過研磨、拋光和切片后，即成為制造集成電路的基本原料——晶圓。切片 切片(Slicing) (Slicing) /

3、邊緣研磨 邊緣研磨(Edge (Edge Grinding)/ Grinding)/拋光 拋光(Surface (Surface Polishing) Polishing)切片是利用特殊的內(nèi)圓刀片，將硅棒切成具有精確幾何尺寸的薄晶圓。然后，對(duì)晶圓表面和邊緣進(jìn)行拋光、研磨并清洗，將剛切割的晶圓的銳利邊緣整成圓弧形，去除粗糙的劃痕和雜質(zhì)，就獲得近乎完美的硅晶圓。包裹 包裹(Wrapping)/ (Wrapping)/運(yùn)輸 運(yùn)輸(Shippi

4、ng) (Shipping)晶圓制造完成以后，還需要專業(yè)的設(shè)備對(duì)這些近乎完美的硅晶圓進(jìn)行包裹和運(yùn)輸。晶圓輸送載體可為半導(dǎo)體制造商提供快速一致和可靠的晶圓取放，并提高生產(chǎn)力。2. 2.沉積 沉積外延沉積 外延沉積 Epitaxial Epitaxial Deposition Deposition在晶圓使用過程中，外延層是在半導(dǎo)體晶圓上沉積的第一層?，F(xiàn)代大多數(shù)外延生長沉積是在硅底層上利用低壓化學(xué)氣相沉積(LPCVD)方法生長硅薄膜。外延層由

5、超純硅形成，是作為緩沖層阻止有害雜質(zhì)進(jìn)入硅襯底的。過去一般是雙極工藝需要使用外延層，CMOS 技術(shù)不使用。集成電路制造工藝流程 集成電路制造工藝流程 3 / 9形，或者用電子束直接描繪在抗蝕劑膜上產(chǎn)生圖形，然后把此圖形精確地轉(zhuǎn)移到抗蝕劑下面的介質(zhì)薄膜（如氧化硅、氮化硅、多晶硅）或金屬薄膜上去，制造出所需的薄層圖案?？涛g就是用化學(xué)的、物理的或同時(shí)使用化學(xué)和物理的方法，有選擇地把沒有被抗蝕劑掩蔽的那一部分薄膜層除去，從而在薄膜上得到和

6、抗蝕劑膜上完全一致的圖形。等離子刻蝕(plasma etch)是在特定的條件下將反應(yīng)氣體電離形成等離子體，等離子體選擇性地從晶圓上除去物質(zhì)，剩下的物質(zhì)在晶圓上形成芯片圖形。 5. 5.離子注入 離子注入 Ion Ion Implantation Implantation晶圓襯底是純硅材料，不導(dǎo)電或?qū)щ娦詷O弱。為了在芯片內(nèi)具有導(dǎo)電性，必須在晶圓里摻入微量的不純物質(zhì)，通常是砷、硼、磷。摻雜可以在擴(kuò)散爐中進(jìn)行，也可以采用離子注入實(shí)現(xiàn)。一些先進(jìn)

7、的應(yīng)用都是采用離子注入摻雜的。離子注入有中電流離子注入、大電流/低能量離子注入、高能量離子注入三種，適于不同的應(yīng)用需求。 6. 6.熱處理 熱處理 Thermal Thermal Processing Processing利用熱能將物體內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力的一些缺陷加以消除。所施加的能量將增加晶格原子及缺陷在物體內(nèi)的振動(dòng)及擴(kuò)散，使得原子的排列得以重整。熱處理是沉積制造工序后的一個(gè)工序，用來改變沉積薄膜的機(jī)械性能。目前，熱處理技術(shù)主要有兩項(xiàng)應(yīng)用：

8、一個(gè)使用超低 k 絕緣體來提升多孔薄膜的硬度，另一個(gè)使用高強(qiáng)度氮化物來增加沉積薄膜的韌性抗張力，以提升器件性能。在紫外熱處理反應(yīng)器里，等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積薄膜經(jīng)過光和熱的聯(lián)合作用改變了膜的性能。高強(qiáng)度氮化薄膜中紫外熱處理工藝使連接重排，空間接觸更好，產(chǎn)生出了提高器件性能所需的高強(qiáng)度水平。2. 2.沉積（蒸發(fā)、濺射） 沉積（蒸發(fā)、濺射）物理氣相沉積 物理氣相沉積 Physical Physical Vapor Vapor Deposit