半导体IC制造流程.docx

《半导体IC制造流程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《半导体IC制造流程.docx（27页珍藏版）》请在知海网上搜索。

深圳市洪欣微团科技有限公司的主要RD团队成立于20XX年。

是一个年轻的软硬件工程师团队，在技术上不断学习进步。

对沙子进行脱氧以从沙子中提取硅也是半导体制造业的基本要素。

IC制造的过程就像盖房子，Fabless负责房子的设计部分。

从单向晶体硅切割晶片，然后通过机器在其表面上生长硅晶体，通过掺杂浓度控制半导体性能。

详细的制造过程是行业秘密，从未公开。

1、在自对准(CMOS)工艺中，在所有栅极层(多晶硅或金属)穿过扩散层的地方形成晶体管。

IC的制备工艺相对复杂，但和基本的晶体管、MOS工艺差不多。

晶圆工艺晶圆制造:掩膜完成后，进入晶圆厂进行制造。

2、现在，5G泛物联网有望引领全球第四次提高硅含量的周期，继续推动半导体行业的增长，从而提振上游IC载板等材料的需求。

半导体的制造过程非常复杂。

我们都知道半导体的主要成分是硅，而沙子就是由硅构成的。

从沙子到半导体的跨越难度可想而知。

3、编号:时间:2021年X月X日这是一条通往书籍之山的道路，学习永无止境页码:第27页，共27页晶片加工过程晶圆加工的主要任务是制造电路和电子元件(如晶体管、电容、逻辑门等。

)在硅晶片上。

4、作为上述工序中最复杂、成本最高的工序，以一个微处理器为例，需要上百道加工步骤，其所需加工机器先进昂贵，机器数以千万计。

5、所需的制造环境是一个洁净室，温度、湿度和颗粒都受到控制，尽管详细的处理程序与产品类型和使用的技术有关。

6、然而，基本的处理步骤通常是首先对晶片进行适当的清洗，然后进行氧化和沉积，最后进行光刻、蚀刻和离子注入等重复步骤，以完成晶片上电路的加工和制造。

7、晶圆针测试过程晶圆Fab工艺后，在晶圆上形成一个小晶格，称为晶方或管芯。

8、一般来说，同一芯片制作在同一晶圆上，但也有可能在同一晶圆上制作不同规格的产品。

这些晶圆必须通过芯片验收测试，管芯会一个一个的通过探针仪器测试其电特性，不合格的管芯会用墨点标记。

这个过程被称为晶片探测过程。

然后，将晶圆按照晶粒的单位划分为单个晶粒，然后根据晶粒的电特性对晶粒进行分类，放入不同的模库，不合格的晶粒将在下一道工序中被丢弃。

集成电路封装工艺IC封装工艺使用塑料或陶瓷来封装管芯和布线以形成集成电路；(集成电路)。

简称IC)，这种工艺的目的是制造生产出来的电路的保护层，防止电路在高温下被机械划伤或损坏。

最后，引脚会在整个集成电路周围被拔出，这就是所谓的引线键合，用于与外部电路板连接。

测试过程半导体制造的最后一道工序是测试，可分为初测和终测。

其主要目的不仅是保证客户要求的货物无缺陷，而且是根据规格对IC等级进行分类。

在初步测试阶段，封装的管芯将被放置在各种环境中以测试其电特性，例如功耗、速度、电压容限等。

测试后，IC将根据其电气特性放置在不同的箱中(此过程称为箱拆分)。

最后根据客户的需求规格，从相应的箱柜中取出部分IC进行专门的测试和老化，这就是最终的测试。

最终的测试产品将贴上规格标签，包装好品牌交付给客户。

未通过测试的产品将被降级或丢弃。

晶体柱生长过程为了生长硅晶柱，首先需要将高纯度的硅矿放入熔炉中，并且需要添加预定的金属物质，以使生产的硅晶柱具有所需的电学特性，然后在生长成单晶硅晶柱之前需要将所有物质熔化。

下面将介绍所有的晶体柱生长过程。

晶体生长的主要步骤:灾难在这个过程中，放置在应时坩埚中的块状多晶硅被加热到高于1420摄氏度的熔化温度。

这一阶段最重要的参数是坩埚的位置和热量供应。

如果使用大功率熔化多晶硅，应时坩埚的使用寿命会降低，否则熔化过程会花费太长时间，影响整体生产率。

颈部生长当硅熔浆温度稳定后，将定向籽晶逐渐注入液体中，然后提拉籽晶，直径缩小到一定值(约6mm)，保持直径并拉长10-20cm，以消除籽晶中的位错。

无位错的控制主要是将位错限制在颈部的生长。

树冠生长颈部生长完成后，缓慢降低拉制速度和温度，使颈部直径逐渐增大到所需尺寸。

晶体生长(体生长)通过调节浇铸速度和温度来维持晶棒的固定直径，所以必须不断升高坩埚来维持固定的液面，所以从坩埚传递到晶棒和液面的辐射热会逐渐增加，这种辐射热源会逐渐降低固体界面的温度梯度，所以在晶棒生长阶段的浇铸速度必须逐渐降低，以避免晶棒变形。

尾部生长当晶体生长到固定(所需)长度时，必须逐渐减小晶棒直径，直至脱离液面，这是为了避免热应力引起的位错和滑面现象。

晶体柱切片的后处理硅柱生长完成后，整个晶圆只制作了一半。

接下来必须对立柱进行切割和检验，切尾后的晶棒还要经过外径打磨、切片等一系列处理，最终成为价值非凡的晶圆。

下面将介绍立柱的后处理过程。

切片(切片)长期以来，辅助切片采用的是内径锯，其锯片是内径边缘嵌有金刚石颗粒的薄环形刀片。

切片前，晶棒预先贴上石墨板，既方便了切片的夹持，又避免了最后切割阶段锯片离开晶棒造成的断裂。

切片的厚度、弯曲和翘曲是工艺控制的关键点。

除了切割台本身的稳定性和设计之外，锯片的张力和金刚石锋利度的保持对晶圆质量有很大的影响。

边缘抛光新切割的晶片的边缘是垂直于切割平面的锐角。

由于硅单晶硬而脆的材料特性，这种角度容易开裂，不仅影响晶片的强度，也是工艺中污染颗粒的来源。

而且在后续的半导体制造中，未经处理的晶圆边缘也会影响光学组和外延层的厚度，所以需要用电脑数控机床自动修整切片后的晶圆边缘形状和外径尺寸。

重叠研磨的目的是去除切割或砂轮研磨造成的锯痕或表面损伤层，同时使晶片表面光滑到足以抛光。

蚀刻版画在晶片被加工后，由于加工应力，在表面上形成受损层，在抛光前必须通过化学蚀刻去除该受损层。

蚀刻液可分为两种:酸性和碱性。

采煤晶圆上的缺陷和瑕疵用喷砂法在下半层感觉到，有利于后续的IC制造工艺。

修正晶圆抛光按工艺可分为边缘抛光和表面抛光。

边缘抛光边缘抛光的主要目的是减少颗粒粘附在晶片上的可能性，使晶片具有更好的机械强度，但所需设备昂贵，技术水平高，除非家庭要求，否则不会进行这种工艺。

表面抛光表面抛光是晶圆加工的最后一步，它将晶圆表面的厚度去除约10-20微米。

其目的是改善上述工艺留下的微缺陷，达到优良的局部平坦度，以满足IC工艺的要求。

这个过程基本上是一个化学-机械反应机制，磨料中的NaOH、KOH、NH4OH腐蚀晶圆最外层，机械摩擦为腐蚀提供了动力源。

晶圆加工工艺介绍基本的晶片处理步骤通常是将晶片适当清洗，然后送入熔炉。

在含氧环境中，通过加热氧化在晶片表面上形成一层厚度约为几百的二氧化硅(SiO,接着是一层厚度约为1000至20XX的氮化硅(Si3N。

CVP)沉积在新生长的二氧化硅上，然后整个晶圆会经过光刻工艺，先在晶圆上涂一层光刻胶，然后将掩膜上的图案转移到光刻胶上。

然后用蚀刻技术去除氮化硅层中没有被光刻胶保护的部分，留下需要的电路图。

然后，使用磷作为离子源，用磷原子对整个晶片进行离子注入，然后去除光刻胶。

至此，我们已经按照光掩模提供的设计图案，在晶圆上依次构建了形成集成电路所需的晶体管和部分字线，然后进行金属化工艺，制作金属线，从而连接晶体管和元器件。

在每一步加工后，必须测量一些电或物理特性，以检查加工结果是否在规格范围内。

重复上述步骤制作第一层和第二层的电路部分，从而在硅片上制作晶体管等其他电子元件；最后成品会送到电测区进行电测。

根据上述流程的要求，FAB工厂通常可以分为四个区域:黄灯这个区域的功能是利用照相微还原技术定义每一级所需的电气线路图。

由于感光剂容易曝光，不得不在黄光区工作，所以称之为“黄光区”。

平版印刷成像(雕像；光刻)确定元件图案尺寸和电路布线。

在黄色的房间里完成，对保持恒温恒湿的要求比其他工序高。

现代集成电路(IC)包含超过一百万个独立元件，其尺寸通常为几微米。

在这种尺寸下，没有合适的加工机器可以使用。

相反，它在微电子学中使用紫外光图案。

这个过程使用光学图案和感光膜将图案转移到基底上。

这个过程叫做光刻，这个过程的示意图如下图所示。

平版印刷术平版印刷术主要以感光膜为主，这种感光膜称为光刻胶，光刻胶必须满足以下五个要求:光致抗蚀剂和衬底表面之间的粘附力必须良好。

整个衬底上的光刻胶厚度必须均匀。

每个衬底上的光致抗蚀剂厚度必须是可预测的。

光刻胶必须是感光的，才能做图案转换。

光致抗蚀剂不能被衬底蚀刻溶液腐蚀。

在光刻工艺中，首先涂覆光致抗蚀剂。

首先，将适量的光刻胶滴在基片中心，基片放在光刻胶涂布机的真空吸盘上。

转盘以每分钟几千转的速度旋转30-60秒，使光刻胶均匀地涂在基片上。

旋转速度和旋转时间取决于所需的光刻胶厚度。

暴露在紫外光下会改变光致抗蚀剂的溶解性。

紫外光透过光掩模照射在光刻胶上，在光影中产生相应的图案。

有光照射的地方，光刻胶的溶解速率发生变化，这叫光化学反应，而在阴影处速率不变。

这整个过程叫做曝光。

曝光后，使用显影剂清洗衬底并去除具有高溶解度的光刻胶。

这一步叫做显影，光刻胶去除的部分根据光刻胶类型的不同而不同。

被去除的部分可以是被照射的部分或阴影部分。

如果曝光增加了光刻胶的溶解度，则为正性光刻胶，如果曝光降低了光刻胶的溶解度，则称为负性光刻胶。

显影后，用蚀刻液对带有图案光刻胶的基板进行蚀刻，去除基板上未被光刻胶保护的部分，而被光刻胶保护的部分不被蚀刻。

最后，去除光致抗蚀剂，并且制备的图案保留在基板上。

黄灯流程:光敏电阻软烤(预烤):90100C30分钟曝光成像硬烤:200摄氏度30分钟相关仪表材料:一种光刻胶掩模对准器。

曝光源显影溶液烘箱(加热炉)光致抗蚀剂:正性光致抗蚀剂:从曝光区域去除负性光致抗蚀剂:留下曝光区域。