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封装类型 塑封工艺过程 切边/成形 老化测试（温度/电压应力） 成品测试/可靠性测试 成品电路测试 激光打标 未来展望 25 nm FINFET MOS transistor SOI CMOS 多芯片模块 注入和扩散比较 注入和扩散比较 扩散 离子注入 高温，硬掩膜 低温，光刻掩膜 各向同性杂质分布 各向异性杂质分布 不能同时控制杂质浓度和结深 能同时控制杂质浓度和结深 批处理工艺 既有批处理也有单片工艺 离子注入系统 离子注入CMOS器件 薄膜工艺 化学气相淀积 (CVD) 外延 物理气相淀积 (PVD) 溅射 蒸发 分子束外延 (MBE) 其他淀积技术 电镀 旋涂 CVD的优点： 获得良好的台阶覆盖 可生长多种材料及化合物 良好的工艺控制 CVD氧化层与热氧化层 热生长 氧来自气相 硅来自衬底 氧进入硅中生长 氧化层质量高 CVD 氧和硅均来自气相 生成物沉积在衬底表面 温度低于热生长 生长速率高 CVD氧化层与热氧化层 热生长 氧来自气相 硅来自衬底 氧进入硅中生长 氧化层质量高 CVD 氧和硅均来自气相 生成物沉积在衬底表面 温度低于热生长 生长速率高 LPCVD卧式炉 LPCVD TEOS 台阶覆盖好：对台阶的保形覆盖 淀积后USG密度较低，湿法腐蚀速率 WERR ~ 4（对应于热氧 WERR =1） 750-850?C致密后USG密度提高， WERR ~ 2 片内均匀性好 ~ ? 0.6 % Width/Space = 0.4/0.4; Step Heigth = 0.6 ?m PECVD 更低温度下的更高淀积速率 淀积气体的射频感生等离子体 薄膜应力由射频控制 腔体等离子体清洗 PECVD反应器 1980年代的CMOS IC 1990年代的CMOS IC 表面形貌类型 化学机械抛光（CMP） 平坦化技术：CMP 金属淀积 AMAT Endura PVD System 铝金属化 铝金属化 铜金属化 铜金属化 铜与低k介质 降低金属电阻率和金属层间绝缘介质的介电常数，使得底层金属可以放置更多连线，可减少金属层数 净化的需要 空气中的灰尘颗粒会落在圆片和光刻版上，引起器件缺陷 光刻区的情况尤为关键，光刻版上灰尘颗粒的阴影可在工艺过程中转移到每个圆片的图形中 净化间温湿度也应得到控制 圆片制造净化厂房 圆片测试（中测） 圆片测试 芯片切割 芯片粘结 引线键合 封装 封装要求 电学：寄生效应低 机械：可靠性与耐用性 热学：有效导热 经济：廉价 光刻曝光 光刻设备 接触式光刻机（线宽? 5um，1x掩模版） 接近式光刻机（线宽2-4um，1x掩模版） 扫描投影光刻机（线宽 ? 1um，1x掩模版） 步进式光刻机（线宽 ? 0.25um，4x或5x掩模版） 步进扫描光刻机（线宽 ? 0.25um，4x掩模版） 接触式光刻机 接近式光刻机 扫描投影光刻机 步进式光刻机 步进扫描光刻机 分辨率 可接受的可重复的最小特征尺寸 由光源波长和光学系统的数值孔径决定 分辨率可表示为： k1是光学系统工艺因子，0.6-0.8 ?是光源波长 NA是数值孔径 掩模版上的分辨率图形 焦深（DOF） 焦点（Focus）：沿透镜中心出现最佳图像的点 焦深（Depth of Focus）：成像时可得到持续清晰图像（好的分辨率）的焦距范围，焦深应穿越光刻胶层上下表面 焦点与焦深 焦深可表示为： 焦深问题举例 光刻光源 光学光源 可见光(Visible) 近紫外光(Near Ultra-Violet， NUV) 中紫外光(Mid UV， MUV) 深紫外光(Deep UV， DUV) 真空紫外光(Vacuum UV， VUV) 极短紫外光(Extreme UV， EUV) X-光(X-Ray ) 非光学光源 高能电子束(25 ~ 100keV) 低能电子束( ~ 100eV) 镓离子(Ga+)聚焦离子束(10 ~ 100keV) 光源波长范围 光刻技术的发展趋势 干法刻蚀 腐蚀的定义 通俗的讲就是去除某种薄膜，采用化学的，物理的或者两者结合的方法选择性腐蚀将IC设计的图象通过光刻胶转移到硅片表面层的薄膜上去 ，把不需要的薄膜去除。 湿法腐蚀、干法刻蚀 各向同性、各向异性 选择性腐蚀、整片腐蚀 腐蚀步骤 光刻 刻蚀 去胶 各向同性 各向异性 特征尺寸 3um 湿法腐蚀 干法刻蚀 特征尺寸 1 um 干法刻蚀 湿法腐蚀 化学溶液溶解硅片表面的薄膜材料 刻蚀后产品是气体，液体或是可溶解在腐蚀溶液中的物质 三个基本步骤：腐蚀，清洗，干燥。 湿法腐蚀 1 反应物输送到硅片表面 2 蚀刻剂与硅片表面薄膜发生选择性可控制的反应 3 反应副产物离开硅片表面 湿法腐蚀的剖面 纯化学性工艺，