一、什么是半導體?
半導體是介于導體和絕緣體之間的物質,它的電阻率在10-3~109范圍內。自然界中屬于半導體的物質很多,用于制造半導體的材料主要是硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)。
純凈的半導體電阻率很高,幾乎不導電。但在特定的條件下,如光照、摻雜等,它的電阻率
可以降到幾十歐姆甚至更低,并且隨摻入的雜質不同呈不同的導電特性。我們分別稱之為P
(空穴導電)型半導體和N(電子導電)型半導體。P型半導體和N型半導體相接觸時,在接觸面就形成了PN結。PN結具有正向導通反向截止的特性,利用它可以制得常用的二
極管。
在集成電路制造中,常用的襯底材料是硅單晶片,根據(jù)圓片加工過程中硅單晶切割的晶格方向的不同,可把它分為<100>和<111>等晶向。在mos集成電路制造中,選用的是<100>
晶向的圓片。
二、什么是集成電路?
不同導電類型的半導體組合在一起,可以做成二極管、三極管、電容、電阻,如果把這些元件做在同一塊芯片上,完成一定的電路功能,就稱之為集成電路。
集成電路可分為雙極集成電路和MOS集成電路,MOS集成電路又可分為nMOS集成電路、pMOS集成電路和CMOS集成電路。
三、集成電路中的常用薄膜。
多晶硅
常用在MOS器件中作為柵電極。也可用于高電阻的電阻器,及局部電路的短連線二氧化硅集成電路中使用的二氧化硅膜可分為熱二氧化硅和CVD淀積二氧化硅兩類。在MOS集成電路中,它有以下幾種用途:作為對付摻雜劑注入或擴散進硅的掩膜,提供表面鈍化,使器件一部分與一部分隔離,作為MOS器件的一個組成部分(如柵介質),作為金屬步線之間的電絕緣。
氮化硅
能阻擋鈉離子的擴散,幾乎不透潮氣并具有很低的氧化速率。用低壓CVD(LPCVD)方法淀積的氮化硅膜,主要用作平面工藝的氧化掩膜;用等離子淀積(PECVD)的氮化硅膜,能在較低溫度下生成,可作為鈍化保護層。
Al-Si-Cu
用在集成電路中作為金屬互連線。
四、什么是刻蝕
集成電路的制造,需要將各種不同的元件(晶體管、電阻、電容)做在同一塊芯片上去,需要在芯片上做出不同的圖形。把光刻確定的圖形轉移到構成器件的薄膜上,把不需要的薄膜去除,這一過程稱為刻蝕。刻蝕分為干法腐蝕和濕法腐蝕。
五、常用濕法腐蝕工藝
1.HF去二氧化硅
說明:HF酸漂去二氧化硅
配比:HF:H2O=1:10
溫度:室溫
流程:HF酸漂洗(依漂去二氧化硅厚度定時)→溢流5分鐘→沖水10次→甩干
2.磷酸去氮化硅
說明:推阱及場氧后LPSIN的剝離
配比:98%磷酸
溫度:160℃
流程:HF酸漂洗30sec→溢流5分鐘→磷酸槽60min→溢流5分鐘→Ⅱ槽清洗→沖水10次→甩干
3、BOE腐蝕二氧化硅
說明:非關鍵尺寸二氧化硅圖形窗口的腐蝕
配比:BOE
溫度:室溫
流程:浸潤劑浸潤10秒(上下攪拌10次)→BOE漂(依須腐蝕二氧化硅厚度定時)→溢流10分鐘→沖水10次→甩干→鏡檢有無異常(如黃斑)
注意:1)由于圓片上帶有光刻膠,腐蝕前須熱堅膜,條件是120℃30min,若腐蝕時間超過3min,腐蝕前熱堅膜120℃30min+150℃15min,每腐蝕1min30sec加烘120℃30min。
2)甩干后由操作員鏡檢有無異常情況(如黃斑),如發(fā)現(xiàn)異常立即報告帶班技術員,交
技術員處理。如一切正常,繼續(xù)下道工序。
4、混合酸(去背面)
說明:多晶淀積后的背面多晶去除
配比:5.59LHNO3+0.134LHF+2.27LH2O
溫度:常溫
流程:熱堅膜(150℃30min)→混合酸(1min~2min,上下攪動)→溢流5分鐘→沖水→甩干→片檢有無異常→BOE漂(背面脫水)→溢流5分鐘→濕法去膠→甩干→鏡檢有無異常
5、硫酸雙氧水去膠
說明:去除光刻膠和顆粒
配比:H2SO4:H2O2=3:1
溫度:140℃
流程:1槽5分鐘→溢流5分鐘→2槽5分鐘→沖水10次→甩干
6、EKC清洗
說明:金屬腐蝕及通孔腐蝕干法去膠后的清洗,去除因干法腐蝕而殘留在圖形邊緣的聚合物
配比:EKC265/IPA
溫度:EKC26565℃
IPA室溫
流程:EKC槽30min→IPAⅠ槽2min→IPAⅡ槽2min→沖水10次→甩干
六、濕法去膠
1)對于未通電的濕法臺,打開EMO,按POWER鍵;對于通電的濕法臺,直接進行下一步。
2)如需配液,則戴好一次性手套,小心配制腐蝕液(H2SO4:H2O=3:1)于Ⅰ、Ⅱ槽中,直到浸沒黑線為止。先加雙氧水、后加硫酸。
3)給腐蝕槽加熱按HEATON鍵,溫度設定為140℃。
4)查看工藝流程單、片號、片數(shù)是否一致,如發(fā)現(xiàn)異常,立即報告線長或帶班長。
5)確認無誤后,從傳送盒里取出片架,用硅片轉換器轉換到白色的片架里。
6)待溫度升高140℃左右,把白色的片架浸泡在Ⅰ號槽中,按TIMERUN,并不斷攪動,
到時間后按TIMERUN鍵,取出白色的片架放入溢流槽中,按ON鍵,清洗5分鐘,完后按OFF鍵。
7)從溢流槽中取出白片架放入Ⅱ號槽中,并按TIMERUN鍵,到時間后按TIMESTOP鍵,
取出白片架放入快沖槽中,按START鍵,沖好后按STOP鍵。
8)取出白片架去甩干。
9)開甩干機門,放穩(wěn)白片架,關緊門,按START鍵,甩好后,取出白片架,放上新的白片架,關上門。
10)用硅片轉換器將硅片轉換到原傳送盒片架里。
11)到顯微鏡下查看硅片,有無異常現(xiàn)象,若無異?,F(xiàn)象,認真如實填寫好流程單,送下一工序。
12)若不工作時,Ⅰ、Ⅱ號槽按HEATOFF處于HOLD狀態(tài)。再次去膠時需加點雙氧水,
步驟如3~12。
*操作過程中始終保持戴潔凈的手套
七、清洗機碎片處理(試行)規(guī)定:
A.甩干機碎片:(分新舊機,菜單會不同)
1)取出花籃,剔除碎片,將整批圓片和花籃送氧化做兆聲清洗
2)清除甩干機內碎片,將甩干機沖水時間設定為3600sec,rinse、purge、dry1、dry2轉速定為300轉/秒,空甩一次。
3)將甩干機程序改回原菜單
4)測顆粒:要求>0.5um顆粒增加<10個
B.酸槽內碎片:
1)取出花籃,快沖10次,剔除碎片,將整批圓片和花籃送氧化組做兆聲清洗;將快沖槽沖水10次。
2)將酸槽降溫,排酸,沖水清洗;清除槽內碎片,DIwater沖洗,注滿,排空5次。
3)將石英槽注滿DIwater,干凈顆粒片浸泡3min、甩干,測顆粒。
干凈顆粒片快沖10次,甩干,測顆粒。
要求:>0.5um顆粒增加<10個。
C.快沖槽內碎片:
1)取出花籃,剔除碎片,將整批圓片和花籃送氧化組做兆聲清洗;將快沖槽沖水10次
測顆粒:干凈顆粒片快沖10次,甩干,測顆粒。
D.溢流槽內碎片:
1)取出花籃,快沖10次,剔除碎片,將整批圓片和花籃送氧化組做兆聲清洗;將快沖槽沖水10次,將溢流槽連續(xù)溢流20min。
2)測顆粒:干凈顆粒片溢流5min,甩干,測顆粒。
其它清洗槽內碎片,請比照上述處理程序執(zhí)行。
八、濕法攪拌規(guī)定:
適用范圍:本規(guī)定適用于HF酸漂SiO2、BOE漂SiO2、H2SO4/H2O2去膠、混合酸
去多晶、EKC和IPA清洗。
控制要求和工作程序
1.攪拌次數(shù)要求
1.1HF酸漂SiO2:
a)進槽時攪拌5下以上。
b)中間每隔1分鐘攪拌一次,每次攪拌不少于3下。
c)出槽前攪拌5下以上。
1.2BOE漂SiO2:
從進槽到出槽不停地攪拌。
1.3H2SO4/H2O2去膠:
a)進槽時攪拌5下以上。
c)出槽前攪拌5下以上。
1.4混合酸去多晶:
從進槽到出槽不停地攪拌。
1.5混合酸去背面(先用混合酸去多晶,然后用BOE漂SiO2):從進槽到出槽不停地攪
拌。
1.6浸潤劑浸潤:從進槽到出槽不停地攪拌。
1.7IPA1、IPA2:進槽和出槽時攪拌5下以上。
1.8EKC清洗:
a)進槽時攪拌5下以上。
b)中間可以不攪拌。
c)出槽前攪拌5下以上。
2.攪拌操作動作要領
2.1進行濕法攪拌時,應注意安全,穿戴好防護器具。
2.2攪拌動作不宜過大,以免化學試劑濺出和擦傷硅片。攪拌時整個花藍必須保持在液面下,硅片不能露出液面。
2.3攪拌時先將花藍往后拉2cm左右,再緩慢向前推進4cm,然后返回,稱為攪拌一下。要求攪拌一下的時間不少于2秒鐘。
3.攪拌的管理要求
3.1濕法腐蝕中的攪拌對產品質量影響極大。但攪拌系人工操作,是否按規(guī)定操作完全取決于操作人員的自覺性。因此這個崗位需要選擇自覺性高的人員,并對操作人員是否按規(guī)定進行操作進行不定期監(jiān)督檢查。
3.2在工作安排上必須確保操作人員具有足夠的時間按上述規(guī)定進行攪拌。
九、濕法清洗中注意事項:
1.換液規(guī)定及注意事項:
換液時,應注意安全,戴好防護器具,不得將腐蝕液溢出滴在隔柵、墻壁和地面上,以防造成沾污,并且不允許將酸瓶直接放在臺面上倒液(臺面上只準放手柄、白花籃及量杯)。特別是換EKC液時,應將槽中的廢液抽盡,同時,不得讓廢液溢出回收桶或滴在隔柵、墻壁和地面上,以防造成沾污。一旦廢液濺出,必須立即處理干凈,如有大量廢液流至隔柵下,
立即報告技術員。
2.溢流時間要嚴格控制
溢流后不沖水直接需要轉換清洗臺時,需溢流十分鐘,避免酸液滴在地面上,隔柵下,造成沾污。
3.操作規(guī)范化
手拿白花籃操作并走動時,需嚴格按照規(guī)范化操作,不得跑步,嬉鬧,更不得單手各捧一個白花籃(尤其是花籃滿片時)走動。
4.鏡檢規(guī)定
濕法腐蝕結束本道工藝需鏡檢時,一定要啟動選片架,避免劃傷。