IC最基本的知识.ppt

集成电路的基本知识;工序类型;辅助工序：辅助工序指除了IC工艺流程直接涉及的工序(前、后工序)以外的辅助工作，它们对于保证IC制造的完成也是必需的。辅助工序包括如下几个方面： (1) 基体材料准备：制备单晶、切片、磨片和抛光，制成符合要求的单晶圆片。 (2)掩膜版制备：即图形转移用的光刻掩膜版。 (3) 高纯水、气制备：IC生产用水必须是去离子、去中性原子团和细菌，绝缘电阻率高达15M?·cm (25℃)以上的电子级纯水。各种工艺所用气体必须高纯(99.999％以上)，化学试剂必须是专业厂家生产的电子级高纯试剂(不溶性杂质、金属杂质含量10-9量级)。 (4) 超净环境：IC特别是VLSI，必须在经过严密过滤的净化空气环境中生产，如光刻工序洁净度要高于10级(1ft3空间中，直径不小于0.5 ?m的尘粒数不多于10个，直径0.1?m的尘粒数不多于350个)。;MOSFET工艺流程示意图;三极管工艺流程示意图 a. 氧化层 b.埋层、外延、沉积SiO2 c. 掺杂隔离 d. 光刻、腐蚀开窗、基区掺杂 e.光刻、腐蚀开窗、发射区集电区惨杂草） f. 电极引出;光刻工艺;光刻工艺过程(负性胶) (a)氧化硅片；(b)涂光刻胶(负性)；(c)前烘(80C～100C)；(d)曝紫外光；(e)显影；(f)坚膜(180℃)；(g)腐蚀；(h)去胶;常规光刻工艺过程包括： (1) 涂胶(匀胶): 在硅表面Si02层上涂上一层均匀且厚度一定的光敏材料--光致抗蚀剂(由光敏化合物、树脂和有机溶剂组成，有正胶和负胶之分)； (2)前烘: 8012—100C的恒温箱中烘5min～10min，让胶中溶剂挥发掉，使之干燥； (3)对准与曝光: 对准与曝光是关键工序，在高精度光刻机上进行。将掩膜版放在硅片表面的胶层上并在紫外线下曝光，使光刻胶发生光化学反应。 (4)显影: 经曝光并产生光化学反应的胶在显影液中的溶解度发生变化，如负性胶光致抗蚀(正性胶则相反)，而未受光照的胶被显影液溶解掉，在表面形成胶的光刻窗口。实现了图形从掩膜版到硅表面抗蚀剂上的转移；;干法腐蚀分辨率较好、各向异性腐蚀能力强、均匀、重复性较好。腐蚀后可随即在同一设备上引入氧气，形成氧等离子体实现去胶。干法腐蚀已成为VLSI工艺的标准腐蚀技术。 (7)去胶: 非金属膜上的胶层可用硫酸煮沸去除，金???膜胶层采用不腐蚀金属的特制有机去胶剂，统称湿法去胶。而干法去胶与干法腐蚀相似，仅工作的气体腐蚀剂为氧气。 随着VLSI的发展，对光刻分辨率提出了越来越精细的要求，目前可用于研究和生产的亚微米曝光方法主要有紫外、电子束、离子束和X射线等四种。预计其中的远紫外线曝光和软X射线的接近和投影曝光技术进入规模生产，获得推广应用的前景较大。 ;光刻机原理;光刻机设备原理;光刻版质量要求 集成电路生产过程要多次光刻，需要使用供光刻的掩膜版。制版即完成所需掩膜版的制备，光刻成品率首先取决于版的质量。例如，我们假设每块版的图形完好率为90％时，某产品—套版共有8块，则芯片图形成品率为(90％)8=43％，若一套版有14块时，则光刻成品率降为23％，使得产品无法正常投产。因此，必须确保掩膜版质量。 对掩膜版的基本要求是基板平整坚固、热胀系数小、缺陷(针孔、黑点)少、图形尺寸准确无畸变和各层版间能互相套准。 光刻掩膜版的质量控制 光刻掩膜版是将设计图形转移到硅片上以对其进行各种相应加工的工具，其准确与否是影响成品率的首要因素。使用前必须通过严格的检查和验收。;(1)尺寸校验： 用光电检测方法将掩膜上的图形变换为电信号，检查图形尺寸的精度是否达标。 (2)套刻精度测量： 检查图形重复精度，即整套版中的各块版能否一一套准。一般要求套刻误差小于最细线条宽度的1/10。 (3)缺陷检查：用显微镜镜检。掩膜图形不应畸变，透光部分应无黑点、小岛，不透明部分应无针孔，图形边缘应光洁、无毛刺、过渡区要小，即黑区应尽可能陡直地过渡到“透明”区，图形黑白区域之间反差要高，一般要求反差度在2.5以上。 掩膜版制作工艺步骤 由于掩膜版的精密度要求极高，必须在净化级别最高的超净室内制作。传统的刻分层图和初缩两步;光刻掩膜版的制作过程;目前计算机辅助制版主要采取了如下技术： (1)版图数据处理技术： 用交互式图形编辑方式设计好版图，将设计好的版图用规定的方法送入计算机并分层，得到各层图形的坐标数据，生成满足一定格式的数据带去控制图形发生器制版。 (2)图形发生器子系统： 根据分层图形数据，图形发生器直接对底版曝光，做成掩膜初缩版。 按图形发生器中光源的不同，常用光学图形发生器和电子束图形发生器两种制版设备。 完成了初缩版再进行精缩及分布重复。首先将初缩版图形缩小到实际需要的大小，在精缩机上进行分布重