2-1薄膜制备课件.pptxVIP

薄膜制备;流片工艺流程

所谓薄膜，是指一种在衬底上生长的固体物质。半导体芯片的加工就是对薄膜进行加工的过程，硅片表面生长的各种薄膜的质量好坏，决定能否成功在硅衬底上制作出半导体器件和电路。;薄膜制备——Ⅰ.概述

1.薄膜的特性

在半导体生产中常用的膜可分为三大类：绝缘介质膜（SiO2、Si3N4等）、半导体膜（多晶硅、单晶硅、GaAs）、金属膜（Al、Cu等）。;薄膜制备——Ⅰ.概述

2.二氧化硅薄膜

硅广泛应用于集成电路芯片制造，其原因是在硅片上容易形成一层极好的氧化层SiO2膜，且该氧化层对一些杂质可以起到阻挡作用，利用这一特性，通过氧化、光刻和掺杂，能够实现选择性的掺杂，这是影响集成电路发展至关重要的因素。SiO2在生产中的作用主要有：;薄膜制备——Ⅰ.概述

3.薄膜制备方法

SiO2膜一般是通过薄膜生长（热氧化）制备的。薄膜生长是指衬底的表面材料与氧化剂反应；而另一种薄膜制备方式——薄膜淀积，不需要消耗衬底材料。常见薄膜制备方法如下所示：;薄膜制备——Ⅱ.设备介绍

1.氧化炉

热氧化一般在氧化炉中进行。氧化炉有卧式炉和立式炉两种。一般6inch以上用立式炉，6inch以下用卧式炉。卧式和立式炉体一般是常规的热壁炉体，这是因为硅片和炉壁都需要加热，并且可同时处理大量硅片（100~200片）。

;薄膜制备——Ⅱ.设备介绍

2.CVD设备;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

1.常规热氧化

;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

2.热氧化操作规程

热氧化的最终目的是形成无缺陷、均匀的二氧化硅薄膜。不同氧化设备的操作程序有所不同，但主要原则是一致的，基本包括三个基本步骤：

现以立式氧化炉的干氧氧化工艺操作程序为例进行说明。;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

2.热氧化操作规程

为保证热氧化的质量，在氧化前需要做好准备工作。

1）前期准备

①清洗：硅片的清洗是得到高质量氧化膜的基础。若清洗不干净，可能造成氧化层中的晶格缺陷，也可能在氧化膜上出现沾污，严重影响芯片性能。

清洗内容主要包括：硅片、炉内气体纯度、化学药品、石英舟。

常用的清洗采用湿法化学清洗；清洗温度为70~80℃。

;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

2.热氧???操作规程

1）前期准备

②气体选择：根据制备薄膜的工艺，选择合适的气体。

③参数设置：根据需要进行氧化的薄膜参数，设置反应的温度、气体通入情况、氧化时间、批号等参数。

确认无误后，进行上料操作。;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

2.热氧化操作规程

2）上料

将装有待氧化晶圆的花篮中放在氧化扩散炉的上料区，按下按钮，运行氧化炉设备。氧化扩散炉的传输装置自动将花篮放置在待上片区，等待机械手将晶圆转移至石英舟中。;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

2.热氧化操作规程

3）自动传片

设备感应到花篮中的晶圆后，机械手自动将上料区的晶圆传送至;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

2.热氧化操作规程

4）热氧化工艺;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

3.氧化炉故障及处理方法

在氧化过程中，设备可能会遇到一些故障，其解决办法如下所示：

;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

4.氧化后检验

完成氧化后的晶圆还需要进行检验。二氧化硅的质量直接关系到半导体芯片的性能，因此在膜厚、均匀性、系统电荷、晶格完整性、颗粒等质量方面必须达到预定的要求。;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

4.氧化后检验

②设定膜厚仪工艺菜单并选择测试位置，完成后机械手臂将测试硅片送入测试腔体。设备会自动测试硅片。

;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

4.氧化后检验

③记录各批产品（每批一片）的膜厚，包括片内五点（或九点）的数值，片内五点（或九点）的平均值、折射率及片内均匀性。

④在ERP系统中输入相应的测量数据，并记录跟踪产品，将产品送入下道工序。

;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

4.氧化后检验

除了利用膜厚测试仪进行膜厚检测外，这里还另外介绍了3种方法。;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

4.氧化后检验

2）氧化层缺陷的检测

体内缺陷：针孔（检测方法：化学腐蚀）、层错

表面缺陷：斑点、白雾、裂纹等（目检）;薄膜制备——Ⅲ.热氧化

5.注意事项

①干-湿-干氧化中，第一次干氧是为了获得致密的氧化层结构，从而提高阻挡杂质能力。第二次干氧主要是为了干燥氧化层表面，改善氧化层和硅交界面的性能，提高二氧化硅和光刻胶的黏附性。

②控制氧化方式、氧化温度、硅片晶向、氧化剂压力、掺杂水平等因素可以影响氧化速率。;薄膜制备——Ⅳ.化学气相淀积步骤

化学气相淀积是其中一种薄膜制备方式，它发生在硅片表面或者非常接近表面的区域，基本过程如下：

1.前期准备

①确认信息：确认CVD设备、硅片数量等，保证淀积工序顺利进行。

②清洗硅片：配置合适的清洗溶液去除表面氧化层、颗粒等，保证淀积的质量。

③参数设置：根据选用CVD工艺方法及薄膜类型的不同设置CVD设备参数，控制设备的真空值、气体参数、气流速度