《半导体工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）第2章 集成电路工艺介绍

Chapter2集成电路工艺介绍 1

1 Chapter2集成电路工艺介绍

集成电路生产流程 材料 无尘室生产厂房 化学机械 金属化 介质沉积 测试 研磨 晶圆 蚀刻与光 封装 热处理 离子注入 与光刻胶 刻胶 光刻版 光刻 最后测试 设计 2

2 集成电路生产流程 材料 设计 光刻版 无尘室生产厂房 测试 封装 最后测试 热处理 光刻 离子注入 与光刻胶 金属化 化学机械 研磨 介质沉积 晶圆 蚀刻与光 刻胶

成品率的重要意义 ·生产厂房的成本非常高，12时晶圆的生 产厂房成本>$1B ·无尘室 ·设备，每一项工具经常>$M ·材料，高纯度，超高程度 ·设施 ·人员，训练和薪酬 3

3 成品率的重要意义 • 生产厂房的成本非常高，12吋晶圆的生 产厂房成本> $1B • 无尘室 • 设备, 每一项工具经常 > $1M • 材料, 高纯度,超高程度 • 设施 • 人员, 训练和薪酬

晶圆成品率 完好的晶圆数目 使用的品圆数目 4

4 晶圆成品率 = 完好的晶圆数目 使用的晶圆数目 YW

晶粒成品率 完好的晶粒数目 YD 晶圆上的晶粒总数

5 晶粒成品率 YD = 完好的晶粒数目 晶圆上的晶粒总数

封装成品率 完好的品片數目 Yc= 品片的總數 6

6 封装成品率 晶片的總數 完好的晶片數目 YC =

整体的成品率 Yr=YWXYD×YC Integration Product Fab Sort Assembly Overall Level Maturity Yield Yield Final Test Yield % 喇 % % ULSI Mature 95 85 97 78 ULSI Mid 88 65 92 53 ULSI Introduction 65 35 70 16 LSI Mature 98 95 98 91 Discrete Mature 99 97 98 94 整体的成品率可以决定一间生产工厂是赚 钱还是赔钱

7 整体的成品率 YT =YW YD YC 整体的成品率可以决定一间生产工厂是赚 钱还是赔钱

晶圆生产成品率的制约因素 ·工艺制程步骤的数量 -ULSI:50-100个工艺操作 SLSI:600个工艺操作 工艺操作包括多个工艺步骤及分步 分步骤 对晶圆操作次数 1.将晶圆从片架盒中取出并放入清洗舟内 2 2.晶圆清洗、漂洗和甩干 3.将晶圆从清洗盒中取出、检查并放到氧化舟内 2 4.将氧化舟从反应炉中取出 0 5.将晶圆从氧化舟中取出并放回到片架盒中 1 6.将测试的晶圆从片架盒中取出 2 对晶圆操作总数 8 8

晶圆生产成品率的制约因素 8 • 工艺制程步骤的数量 − ULSI：50-100个工艺操作 − SLSI：600个工艺操作 − 工艺操作包括多个工艺步骤及分步 分步骤 对晶圆操作次数 1. 将晶圆从片架盒中取出并放入清洗舟内 2 2. 晶圆清洗、漂洗和甩干 1 3. 将晶圆从清洗盒中取出、检查并放到氧化舟内 2 4. 将氧化舟从反应炉中取出 0 5. 将晶圆从氧化舟中取出并放回到片架盒中 1 6. 将测试的晶圆从片架盒中取出 2 对晶圆操作总数 8

晶圆生产成品率的制约因素 ·晶圆破碎和弯曲 -12英寸晶圆厚度800um 一热处理 一自动化设备 ·工艺制程不断变化 ·光刻掩模版缺陷 一污染物 - 石英板基中的裂痕 一图案变形 9

9 晶圆生产成品率的制约因素 • 晶圆破碎和弯曲 − 12英寸晶圆厚度800m − 热处理 − 自动化设备 • 工艺制程不断变化 • 光刻掩模版缺陷 − 污染物 − 石英板基中的裂痕 − 图案变形

缺陷与成品率 Yoc (1+DA)” Y:整体成品率 D:致命性缺陷密度 A:芯片面积 n：制造步骤 10

10 缺陷与成品率 n DA Y (1 ) 1 +  Y：整体成品率 D：致命性缺陷密度 A：芯片面积 n ：制造步骤