PIE工程师必备.doc

PIE PIE1.何谓PIE? PIE的主要工作是什幺?答：Process Integration Engineer(工艺整合工程师), 主要工作是整合各部门的资源, 对工艺持续进行改善, 确保产品的良率（yield）稳定良好。2.200mm，300mm Wafer 代表何意义?答：8吋硅片(wafer)直径为 200mm , 直径为 300mm硅片即12吋.3.目前中芯国际现有的三个工厂采用多少mm的硅片(wafer)工艺？未来北京的Fab4(四厂)采用多少mm的wafer工艺？答：当前13厂为200mm(8英寸)的wafer, 工艺水平已达0.13um工艺。未来北京厂工艺wafer将使用300mm(12英寸)。4.我们为何需要300mm?答：wafer size 变大，单一wafer 上的芯片数(chip)变多，单位成本降低 200300 面积增加2.25倍,芯片数目约增加2.5倍5.所谓的0.13 um 的工艺能力(technology)代表的是什幺意义？答：是指工厂的工艺能力可以达到0.13 um的栅极线宽。当栅极的线宽做的越小时，整个器件就可以变的越小，工作速度也越快。6.从0.35um-0.25um-0.18um-0.15um-0.13um 的technology改变又代表的是什幺意义？答：栅极线的宽（该尺寸的大小代表半导体工艺水平的高低）做的越小时，工艺的难度便相对提高。从0.35um - 0.25um - 0.18um - 0.15um - 0.13um 代表着每一个阶段工艺能力的提升。7.一般的硅片(wafer)基材(substrate)可区分为N,P两种类型（type）,何谓 N, P-type wafer?答：N-type wafer 是指掺杂 negative元素(5价电荷元素，例如：P、As)的硅片, P-type 的wafer 是指掺杂 positive 元素(3价电荷元素, 例如：B、In)的硅片。8.工厂中硅片（wafer）的制造过程可分哪几个工艺过程(module)？答：主要有四个部分：DIFF（扩散）、TF(薄膜)、PHOTO（光刻）、ETCH（刻蚀）。其中DIFF又包括FURNACE(炉管)、WET(湿刻)、IMP(离子 注入)、RTP(快速热处理)。TF包括PVD(物理气相淀积)、CVD(化学气相淀积) 、CMP(化学机械研磨)。硅片的制造就是依据客户的要求，不断的在不同工艺过程（module）间重复进行的生产过程，最后再利用电性的测试，确保产品良好。9.一般硅片的制造常以几P几M 及光罩层数(mask layer)来代表硅片工艺的时间长短，请问几P几M及光罩层数(mask layer)代表什幺意义？答：几P几M代表硅片的制造有几层的Poly(多晶硅)和几层的metal(金属导线).一般0.15um 的逻辑产品为1P6M( 1层的Poly和6层的metal)。而 光罩层数（mask layer）代表硅片的制造必需经过几次的PHOTO（光刻）.10.Wafer下线的第一道步骤是形成start oxide 和zero layer? 其中start oxide 的目的是为何？答：不希望有机成分的光刻胶直接碰触Si 表面。 在laser刻号过程中,亦可避免被产生的粉尘污染。11.为何需要zero layer? 答：芯片的工艺由许多不同层次堆栈而成的, 各层次之间以zero layer当做对准的基准。12.Laser mark是什幺用途? Wafer ID 又代表什幺意义?答：Laser mark 是用来刻wafer ID, Wafer ID 就如同硅片的身份证一样,一个ID代表一片硅片的身份。 13.一般硅片的制造(wafer process)过程包含哪些主要部分？答：前段（frontend）-元器件(device)的制造过程。后段（backend）-金属导线的连接及护层（passivation）14.前段（frontend）的工艺大致可区分为那些部份?答：STI的形成(定义AA区域及器件间的隔离)阱区离子注入（well implant）用以调整电性栅极(poly gate)的形成源/漏极（source/drain）的形成硅化物(salicide)的形成15.STI 是什幺的缩写? 为何需要STI?答：STI: Shallow Trench Isolation(浅沟道隔离)，STI可以当做两个组件（device）间的阻隔, 避免两个组件间的短路.16.AA 是哪两个字的缩写? 简单说明 AA 的用途?答：Active Area, 即有源区，是用来建立晶体管主体的位置所在，在其上形成源、漏和栅极。两个AA区之间便是以STI来做隔离的。17.在STI的刻蚀工艺过程中，要注意哪些工艺参数？答：STI etch（刻蚀）的角度；STI etch 的深度；STI etch 后的CD尺寸大小控制。(CD control, CD=critical dimension)18.在STI 的形成步骤中有一道liner oxide（线形氧化层）, liner oxide 的特性功能为何？答：Liner oxide 为1100C, 120 min 高温炉管形成的氧化层，其功能为：修补进STI etch 造成的基材损伤；将STI etch 造成的etch 尖角给于圆化( corner rounding)。圆化角度尺寸大小要注意SiN 的remain 及HDP oxide 的loss这里的SAC oxide 是在 SiN remove 及 pad oxide remove 后，再重新长过的 oxide19.一般的阱区离子注入调整电性可分为那三道步骤? 功能为何？答：阱区离子注入调整是利用离子注入的方法在硅片上形成所需要的组件电子特性，一般包含下面几道步骤：Well Implant ：形成N,P 阱区；Channel Implant：防止源/漏极间的漏电；Vt Implant：调整Vt（阈值电压）。20.一般的离子注入层次（Implant layer）工艺制造可分为那几道步骤?答：一般包含下面几道步骤：光刻(Photo)及图形的形成；离子注入调整；离子注入完后的ash (plasma(等离子体)清洗)光刻胶去除（PR strip）21.Poly（多晶硅）栅极形成的步骤大致可分为那些?答：Gate oxide(栅极氧化层)的沉积；Poly film的沉积及SiON(在光刻中作为抗反射层的物质)的沉积）；Poly 图形的形成(Photo)；Poly及SiON的Etch；Etch完后的ash( plasma(等离子体)清洗)及光刻胶去除（PR strip）；Poly的Re-oxidation（二次氧化）。22.Poly（多晶硅）栅极的刻蚀(etch)要注意哪些地方？答：Poly 的CD(尺寸大小控制；避免Gate oxie 被蚀刻掉，造成基材（substrate）受损.23.何谓 Gate oxide (栅极氧化层)?答：用来当器件的介电层，利用不同厚度的 gate oxide ,可调节栅极电压对不同器件进行开关24.源/漏极(source/drain)的形成步骤可分为那些?答：LDD的离子注入（Implant）；Spacer的形成；N+/P+IMP高浓度源/漏极(S/D)注入及快速热处理(RTA：Rapid Thermal Anneal)。25.LDD是什幺的缩写? 用途为何?答：LDD: Lightly Doped Drain. LDD是使用较低浓度的源/漏极, 以防止组件产生热载子效应的一项工艺。26.何谓 Hot carrier effect (热载流子效应)?答：在线寛小于0.5um以下时, 因为源/漏极间的高浓度所产生的高电场,导致载流子在移动时被加速产生热载子效应, 此热载子效应会对gate oxide造成破坏, 造成组件损伤。27.何谓Spacer? Spacer蚀刻时要注意哪些地方？答：在栅极(Poly)的两旁用dielectric（介电质）形成的侧壁，主要由Ox/SiN/Ox组成。蚀刻spacer 时要注意其CD大小，profile(剖面轮廓)，及remain oxide(残留氧化层的厚度)28.Spacer的主要功能?答：使高浓度的源/漏极与栅极间产生一段LDD区域; 作为Contact Etch时栅极的保护层。29.为何在离子注入后, 需要热处理( Thermal Anneal)的工艺?答：为恢复经离子注入后造成的芯片表面损伤;使注入离子扩散至适当的深度;使注入离子移动到适当的晶格位置。30.SAB是什幺的缩写? 目的为何？答：SAB：Salicide block, 用于保护硅片表面，在RPO (Resist Protect Oxide) 的保护下硅片不与其它Ti, Co形成硅化物(salicide)31.简单说明SAB工艺的流层中要注意哪些?答：SAB 光刻后（photo），刻蚀后(etch)的图案（特别是小块区域）。要确定有完整的包覆（block）住必需被包覆（block）的地方。remain oxide (残留氧化层的厚度)。32.何谓硅化物( salicide)?答：Si 与 Ti 或 Co 形成 TiSix 或 CoSix, 一般来说是用来降低接触电阻值（Rs, Rc）。33.硅化物(salicide)的形成步骤主要可分为哪些?答：Co(或Ti)+TiN的沉积；第一次RTA（快速热处理）来形成Salicide。将未反应的Co(Ti)以化学酸去除。第二次RTA (用来形成Ti的晶相转化, 降低其阻值)。34.MOS器件的主要特性是什幺？答：它主要是通过栅极电压（Vg）来控制源，漏极(S/D)之间电流，实现其开关特性。35.我们一般用哪些参数来评价device的特性？答：主要有Idsat、Ioff、Vt、Vbk(breakdown)、Rs、Rc；一般要求Idsat、Vbk (breakdown)值尽量大， Ioff、Rc尽量小，Vt、Rs尽量接近设计值.36.什幺是Idsat?Idsat 代表什幺意义？答：饱和电流。也就是在栅压(Vg)一定时，源/漏(Source/Drain)之间流动的最大电流.37.在工艺制作过程中哪些工艺可以影响到Idsat?答：Poly CD(多晶硅尺寸)、Gate oxide Thk(栅氧化层厚度)、AA(有源区)宽度、Vt imp.条件、LDD imp.条件、N+/P+ imp. 条件。38.什幺是Vt? Vt 代表什幺意义？答：阈值电压（Threshold Voltage），就是产生强反转所需的最小电压。当栅极电压Vg对良率有影响 Non-Killer defect =不会对良率造成影响 Nuisance defect =因颜色异常或film grain造成的defect,对良率亦无影响80.YE一般的工作流程?答： Inspection tool扫描wafer 将defect data传至YMS 检查defect增加数是否超出规格 若超出规格则将wafer送到review station review 确认defect来源并通知相关单位一同解决81.YE是利用何种方法找出缺陷(defect)?答：缺陷扫描机 (defect inspection tool)以图像比对的方式来找出defect.并产出defect result file.82.Defect result file包含那些信息?答： Defect大小 位置,坐标 Defect map83.Defect Inspection tool 有哪些型式？答：Bright field & Dark Field84.何谓 Bright field?答：接收反射光讯号的缺陷扫描机85.何谓 Dark field?答：接收散射光讯号的缺陷扫描机86.Bright field 与 Dark field 何者扫描速度较快?答：Dark field87.Bright field 与 Dark field 何者灵敏度较好?答：Bright field88.Review tool 有哪几种？答：Optical review tool 和 SEM review tool.89.何为optical review tool?答：接收光学信号的optical microscope. 分辨率较差,但速度较快,使用较方便90.何为SEM review tool?答：SEM (scanning electron microscope) review tool 接收电子信号. 分辨率较高但速度慢,可分析defect成分,并可旋转或倾斜defect来做分析91.Review Station的作用?答：藉由 review station我们可将 Inspection tool 扫描到的defect加以分类,并做成分析,利于寻找defect来源92.YMS为何缩写?答：Yield Management System93.YMS有何功能?答： 将inspection tool产生的defect result file传至review station 回收review station分类后的资料 储存defect影像94.何谓Sampling plan?答：即为采样频率,包含: 那些站点要Scan 每隔多少Lot要扫1个Lot 每个Lot要扫几片Wafer 每片Wafer要扫多少区域95.如何决定那些产品需要scan?答： 现阶段最具代表性的工艺技术。 有持续大量订单的产品。96.选择监测站点的考虑为何？答： 以Zone partition的观念，两个监测站点不可相隔太多工艺的步骤。 由yield loss analysis手法找出对良率影响最大的站点。 容易作线上缺陷分析的站点。97.何谓Zone partition答：将工艺划分成数个区段，以利辨认缺陷来源。98.Zone partition的做法？答： 应用各检察点既有的资料可初步判断工艺中缺陷主要的分布情况。 应用既有的缺陷资料及defect review档案可初步辨认异常缺陷发生的工艺站点。 利用工程实验经由较细的Zone partition可辨认缺陷发生的确切站点或机台99.何谓yield loss analysis?答：收集并分析各工艺区间所产生的缺陷对产品良率的影响以决定改善良率的可能途径。100.yield loss analysis的功能为何？答： 找出对良率影响最大的工艺步骤。 经由killing ratio的计算来找出对良率影响最大的缺陷种类。 评估现阶段可达成的最高良率。101.如何计算killing ratio?答：藉由defect map与yield map的迭图与公式的运算，可算出某种缺陷对良率的杀伤力。20