半导体工艺流程

1、清洗集成电路芯片生产的清洗包括硅片的清洗和工器具的清洗。由 于半导体生产污染要求非常严格，清洗工艺需要消耗大量的高纯水 且为进行特殊过滤和纯化广泛使用化学试剂和有机溶剂。在硅片的加工工艺中，硅片先按各自的要求放入各种药液槽进 行表面化学处理，再送入清洗槽，将其表面粘附的药液清洗干净后 进入下一道工序。常用的清洗方式是将硅片沉浸在液体槽内或使用 液体喷雾清洗，同时为有更好的清洗效果，通常使用超声波激励和 擦片措施，一般在有机溶剂清洗后立即采用无机酸将其氧化去除， 最后用超纯水进行清洗，如图16所示。工具的清洗基本采用硅片清洗同样的方法。2、热氧化热氧化是在8001250C高温的氧气氛围和惰性携带气体（N2） 下使硅片表面的硅氧化生成二氧化硅膜的过程，产生的二氧化硅用 以作为扩散、离子注入的阻挡层，或介质隔离层。典型的热氧化化 学反应为：Si + O2-SiO23、扩散扩散是在硅表面掺入纯杂质原子的过程。通常是使用乙硼烷(b2h6)作为n源和磷烷(ph3)作为P+源。工艺生产过程中通常263掺杂区P/N-Si 片分为沉积源和驱赶两步，典型的化学反应为2PH3f2P + 3H232F：-严电严*阻挡层 宀P/N-Si片4、离子注入离子注入也是一种给硅片掺杂的过程。它的基本原理是把掺杂 物质(原子)离子化后，在数千到数百万伏特电压的电场下得到加 速，以较高的能量注入到硅片表面或其它薄膜中。经高温退火后， 注入离子活化，起施主或受主的作用。5、光刻光刻包括涂胶、曝光、显影等过程。涂胶是通过硅片高速旋转 在硅片表面均匀涂上光刻胶的过程；曝光是使用光刻机，并透过光 掩膜版对涂胶的硅片进行光照，使部分光刻胶得到光照，另外，部 分光刻胶得不到光照，从而改变光刻胶性质；显影是对曝光后的光 刻胶进行去除，由于光照后的光刻胶和未被光照的光刻胶将分别溶 于显影液和不溶于显影液，这样就使光刻胶上形成了沟槽。显影后基片11光刻胶1基片涂胶后基片6、湿法腐蚀和等离子刻蚀通过光刻显影后，光刻胶下面的材料要被选择性地去除，使用的方法就是湿法腐蚀或干法刻蚀。湿法腐蚀或干法刻蚀后，要去除 上面的光刻胶。湿法腐蚀是通过化学反应的方法对基材腐蚀的过程，去除不同 的物质使用不同的材料。对不同的对象，典型使用的腐蚀材料为：腐蚀硅(Si) 使用氢氟酸加硝酸(HF + HNO3)腐蚀二氧化硅(SiO2)使用氢氟酸(HF)腐蚀氮化硅(Si3N4)使用热磷酸(热H 3PO4) 干法刻蚀是在等离子气氛中选择性腐蚀基材的过程，刻蚀气氛 通常含有F等离子体或碳等离子体，因此刻蚀气体通常使用CF4类的 气体。7、化学气相沉积CVD)CVD 被使用来在硅片上沉积氧化硅、氮化硅和多晶硅等半导体 器件材料，是在300900C的温度下通过化学反应产生以上物质的过 程。典型的化学反应为：SiHj + o2400450CSiO2 + 2H2O生长过程中掺磷时加磷烷的反应为：4 PHg + 5 O2f2 P2O5 + 6H2SiC. +2 N2OfSiO2 + 2 N2 + 2 HCl化学气相沉积根据CVD反应的气氛和气压可分为低压CVD (LPCVD)、常压CVD (APCVD)和离子增强CVD (PECVD、等。8、金属沉积在硅基片上沉积金属以作为电路的内引线的方法有蒸发、溅射、CVD 等，亚微米集成电路生产通常采用溅射的方法。铝是常用的金属沉积材料，其它的材料包括金、钛、钼、钨、 钛钨合金、钯、铜也在一些器件上采用。9、化学机械抛光CMP)CMP 是类似机械抛光的一种抛光方式，一般用于具有三层或更 多层金属的集成电路芯片制造生产。在已形成图案的芯片上进行化 学机械抛光，使之形成平整平面，以减轻多层结构造成的严重不平 的表面形态，满足光刻时对焦深的要求。10、背面减薄BG)在芯片的生产过程中，芯片太薄不利于芯片生产。通常在芯片 生产结束后，用细砂轮将芯片的背面进行研削，使芯片减至一定的 厚度。