半导体工艺常见问题(三)

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半导体工艺常见问题(三)

2023-03-14 01:18| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.Wafer on Boat Type有哪些?

A, SD:挡片 B, Monitor wafer: 控片 C.,ED:填充片 D,Product:产品

2.AP/LP furnace的作用是什么?

AP furnace:

OXIDE -- Pad-ox, Sac-ox, Zero-OX(缓冲层或者阻挡层)

OXIDE – Zero-ox, Well-drive-in, Field-ox,

Trench-lining-ox(防止光阻污染wafer的阻挡层,推阱后氧化,避免离子溢出,场氧化,沟槽氧化)

OXIDE -- Gate-ox (栅氧化, Gate dielectric)

Anneal(退火修复晶格结构或推阱深度)

Alloy(合金,Diffusion H 至Wafer和GATE接触面,GOI Concern)

PIQ -- Polyimide-curing(固化Polyimide)

BPSG Flow/Reflow (BPSG 平坦化)

LP Furnace:

DPY-Dope-poly,(GATE电极,电阻)

UPY-Flat-poly(GATE电极,电阻)

SIN - Thick-SiN(Hand MASK, PAD SIN,隔离层)

Thin-SiN(电容,SPACER 结构层)

TEOS -TEOS HTO(Hard MASK, SPACER结构层,电容)

HTO –TRENCH 填充

3.Anneal是什么?有什么作用?

Annel 是一种热处理方式,也称“退火”,

作用是能修复因离子注入而引起的晶格损伤,在imp过程中由于原子之间的碰撞造成晶格有缺陷,或者是晶格散射。

此外,drive in + anneal 过程能激活施主和受主杂质的功能,使进入代替位置。

4.Diffusion主要分为哪些部分?

Furnace(AP/LP CVD)

WET水槽(湿法刻蚀&清洗)

IMP(离子注入)(N/P型植入)

5.杂质掺杂(doping)是什么?

将可控数量的杂质掺入半导体内。实际应用主要是改变半导体的电特性。扩散和离子注入是半导体掺杂的两种主要方式。

高温扩散:一直到20世纪70年代,杂质掺杂主要是由高温的扩散方式来完成,杂质原子通过气相源或掺杂过的氧化物扩散或淀积到硅晶片的表面,这些杂质浓度将从表面到体内单调下降,而杂质分布主要是由高温与扩散时间来决定。

离子注入:掺杂离子以离子束的形式注入半导体内,杂质浓度在半导体内有个峰值分布,杂质分布主要由离子质量和注入能量决定。

6.掺杂源的引入方式?

固态源(BN氮化硼、As2O3三氧化二砷或砒霜、P2O5五氧化二磷)

液态源(BBr3三溴化硼、AsCl3、POCl3氯氧化磷)

气体源(B2H6硼乙烷、AsH3、PH3、BF3此3种为离子注入机常用掺杂气体)

7.掺杂的元素有哪些?

其主要掺杂的化学元素:III族和V族的。

掺入III族元素形成P区,掺入V族元素形成N区。

半导体常用的掺杂元素:

N type: B+, BF2+, In +

P type: P+, As+, Sb+

其他 : N+, Ge+, Si+

扩散常用掺杂的气体:

离子注入:BF3 ,PH3,AsH3

炉管:1%PH3/N2 ,1%PH3 /He

8.基本扩散炉(FUR)系统的简单结构及其用途是什么?

扩散炉系统组成部分:

气体柜、扩散炉主机、控制柜、净化工作台、芯片传送装置。

工艺使用:

扩散、氧化、退火、合金等工艺使用

立式扩散炉:

恒温区的横截面温差小、气体浓度控制精度高、实现自动装卸片

9.离子注入机种类有哪些?

离子注入机体积庞大,结构非常复杂。根据它所能提供的离子束流大小和能量可分为高电流、中电流、高能量离子注入机。

1、高能量注入机HE

NV-SEN-HE3 高能量12寸注入机能量覆盖10Kev-1Mev,使用高效率RF加速桶进行离子加速,一次可同时处理13片300mm 晶圆,具有高输出率,高稳定性等特点

2、大束流注入机HC

AMAT Quantum X +大束流12寸注入机能量覆盖0.2Kev-80Kev,STEPSCAN单晶圆传送系统,可以应用于65nm制程以及45nm工艺,X扫描系统的高倾角(高达60度)和真正的零度植入能力,能做到能量的精确控制和低缺陷水平,植入能力比现有其他高电流注入机高30%

3、中束流注入机MC

Varian VIISta 810 中束流12寸注入机能量范围2-810Kev,注入剂量范围1e11-1e16, 广泛应用于晶井隔离带和抗闩锁等进行高能量低计量离子注入。

4、大束流背面注入机

Varian VIISta HCS 大束流12寸注入机能量范围200eV-60Kev,注入剂量范围1e13-5e16, 应用于300mm taiko 晶圆背面离子注入。

10.离子注入机的主要部件有哪些?

离子源、萃取与离子分析仪、加速器、聚焦器、扫描系统以及工艺室等。

离子源 Ion Source

离子源的任务是提供所需的杂质离子(掺杂物质)。在合适的气压下,使含有杂质的气体受到电子碰撞而电离,最常用的杂质源有 B、P、As 等

离子束吸取电极 (Extraction)

吸取电极将离子源产生的离子收集起来形成离子束。电极由抑制电极和接地电极构成,电极上加了很高的电压,离子受到弧光反应室侧壁的排斥作用和抑制电极的吸引作用,被分离出来形成离子束向吸取电极运动。

质量分析器 Analyser Magnet Unit

反应气体中可能会夹杂少量其它气体,这样,从离子源吸取的离子中除了需要杂质离子外,还会有其它离子。因此,需对从离子源出来的离子进行筛选,质量分析器就是来完成这项任务的。

质量分析器的核心部件是磁分析器,在相同的磁场作用下,不同荷质比离子会以不同的曲率半径做圆弧运动,选择合适曲率半径,就可以筛选出需要的离子。荷质比较大的离子偏转角度太小、荷质比较小的离子偏转角度太大,都无法从磁分析器的出口通过,只有具有合适荷质比的离子才能顺利通过磁分析器,最终注入到wafer中。

能量加速器

为了保证注入的离子能够进入wafer,并且具有一定的射程,离子的能量必须满足一定的要求,所以,离子还需要进行电场加速。完成加速任务的是由一系列被介质隔离的加速电极组成管状加速器。离子束进入加速器后,经过这些电极的连续加速,能量增大很多。

与加速器连接的还有聚焦器,聚焦器就是电磁透镜,它的任务是将离子束聚集起来,使得在传输离子时能有较高的效益,聚焦好的离子束才能确保注入剂量的均匀性

扫描器Scanner

离子束是一条线状高速离子流,必须通过扫描覆盖整个注入区。扫描方式有:固定wafer,移动离子束;固定离子束,移动wafer。离子注入机的扫描系统有电子扫描、机械扫描、混合扫描以及平行扫描系统,目前最常用的是静电扫描系统。

静电扫描系统由两组平行的静电偏转板组成,一组完成横向偏转,另一组完成纵向偏转。在平行电极板上施加电场,正离子就会向电压较低的电极板一侧偏转,改变电压大小就可以改变离子束的偏转角度。静电扫描系统使离子流每秒钟横向移动15000多次,纵向移动移动1200次。

静电扫描过程中,wafer固定不动,大大降低了污染几率,而且由于带负电的电子和中性离子不会发生同样的偏转,这样就可以避免被 掺入到wafer当中。

11.WET Bench机台结构包含哪些?

1. Chemical Bath——酸

2. Rinse Bath——超纯水

3. Dry Bath——加热器与N2

4. CSB (Chemical Supply Box) ——measuring tank

12.Wet Etch Process Characteristics?

BENEFIT

Isotropic etching

High selectivity

High throughput

No plasma damage

Stable etch rate & uniformity

DISADVANTAGE

High cost

Waste acid & DIW disposal problem

Large floor area

Dangerous handle

Poor CD control

13.Wet Bench System- Dryer?

ItemSpin DryIPA DryMarang. DryDrying performance+ - watermark+ IPA residue++Defect density (>0.2u) hydrophilic wafer+ -


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