檢測(cè)報(bào)告圖片

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檢測(cè)周期

一般3-15個(gè)工作日，可加急。

檢測(cè)方式

可寄樣檢測(cè)、目測(cè)檢測(cè)、見(jiàn)證試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等。

檢測(cè)費(fèi)用

具體根據(jù)晶圓檢測(cè)檢測(cè)數(shù)量和項(xiàng)目而定。詳情請(qǐng)咨詢(xún)?cè)诰€(xiàn)客服。

檢測(cè)產(chǎn)品

0晶圓簡(jiǎn)介

晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱(chēng)為晶圓；在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能之IC產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.999999999%。

1晶圓術(shù)語(yǔ)

2晶圓制造工藝

表面清洗

晶圓表面附著大約2um的Al2O3和甘油混合液保護(hù)層,在制作前必須進(jìn)行化學(xué)刻蝕和表面清洗。

初次氧化

由熱氧化法生成SiO2 緩沖層，用來(lái)減小后續(xù)中Si3N4對(duì)晶圓的應(yīng)力氧化技術(shù)：干法氧化Si(固)+O2 à SiO2(固)和濕法氧化Si(固)+2H2O à SiO2(固)+2H2。干法氧化通常用來(lái)形成，柵極二氧化硅膜，要求薄，界面能級(jí)和固定電荷密度低的薄膜。干法氧化成膜速度慢于濕法。濕法氧化通常用來(lái)形成作為器件隔離用的比較厚的二氧化硅膜。當(dāng)SiO2膜較薄時(shí)，膜厚與時(shí)間成正比。SiO2膜變厚時(shí)，膜厚與時(shí)間的平方根成正比。因而，要形成較厚SiO2膜，需要較長(zhǎng)的氧化時(shí)間。SiO2膜形成的速度取決于經(jīng)擴(kuò)散穿過(guò)SiO2膜到達(dá)硅表面的O2及OH基等氧化劑的數(shù)量的多少。濕法氧化時(shí)，因在于OH基SiO2膜中的擴(kuò)散系數(shù)比O2的大。氧化反應(yīng)，Si 表面向深層移動(dòng)，距離為SiO2膜厚的0.44倍。因此，不同厚度的SiO2膜，去除后的Si表面的深度也不同。SiO2膜為透明，通過(guò)光干涉來(lái)估計(jì)膜的厚度。這種干涉色的周期約為200nm，如果預(yù)告知道是幾次干涉，就能正確估計(jì)。對(duì)其他的透明薄膜，如知道其折射率，也可用公式計(jì)算出(dSiO2)/(dox)=(nox)/(nSiO2)。SiO2膜很薄時(shí)，看不到干涉色，但可利用Si的疏水性和SiO2的親水性來(lái)判斷SiO2膜是否存在。也可用干涉膜計(jì)或橢圓儀等測(cè)出。SiO2和Si界面能級(jí)密度和固定電荷密度可由MOS二極管的電容特性求得。(100)面的Si的界面能級(jí)密度，約為10E+10-- 10E+11/cm ?2.eV-1 數(shù)量級(jí)。(100)面時(shí)，氧化膜中固定電荷較多，固定電荷密度的大小成為左右閾值的主要因素。

熱CVD

熱CVD(HotCVD)/(thermalCVD)

此方法生產(chǎn)性高，梯狀敷層性佳(不管多凹凸不平，深孔中的表面亦產(chǎn)生反應(yīng)，及氣體可到達(dá)表面而附著薄膜)等，故用途極廣。膜生成原理，例如由揮發(fā)性金屬鹵化物(MX)及金屬有機(jī)化合物(MR)等在高溫中氣相化學(xué)反應(yīng)(熱分解，氫還原、氧化、替換反應(yīng)等)在基板上形成氮化物、氧化物、碳化物、硅化物、硼化物、高熔點(diǎn)金屬、金屬、半導(dǎo)體等薄膜方法。因只在高溫下反應(yīng)故用途被限制，但由于其可用領(lǐng)域中，則可得致密高純度物質(zhì)膜，且附著強(qiáng)度極強(qiáng)，若用心控制，則可得安定薄膜即可輕易制得觸須(短纖維)等，故其應(yīng)用范圍極廣。熱CVD法也可分成常壓和低壓。低壓CVD適用于同時(shí)進(jìn)行多片基片的處理，壓力一般控制在0.25-2.0Torr之間。作為柵電極的多晶硅通常利用HCVD法將SiH4或Si2H。氣體熱分解（約650oC）淀積而成。采用選擇氧化進(jìn)行器件隔離時(shí)所使用的氮化硅薄膜也是用低壓CVD法，利用氨和SiH4 或Si2H6反應(yīng)面生成的，作為層間絕緣的SiO2薄膜是用SiH4和O2在400--4500oC的溫度下形成SiH4+O2-SiO2+2H2或是用Si(OC2H5)4(TEOS:tetra ethoxy silanc)和O2在750oC左右的高溫下反應(yīng)生成的，后者即采用TEOS形成的SiO2膜具有臺(tái)階側(cè)面部被覆性能好的優(yōu)點(diǎn)。前者，在淀積的同時(shí)導(dǎo)入PH3 氣體，就形成磷硅玻璃（ PSG： phosphor silicate glass）再導(dǎo)入B2H6氣體就形成BPSG(borro ? phosphor silicate glass)膜。這兩種薄膜材料，高溫下的流動(dòng)性好，廣泛用來(lái)作為表面平坦性好的層間絕緣膜。

熱處理

在涂敷光刻膠之前，將洗凈的基片表面涂上附著性增強(qiáng)劑或?qū)⒒旁诙栊詺怏w中進(jìn)行熱處理。這樣處理是為了增加光刻膠與基片間的粘附能力，防止顯影時(shí)光刻膠圖形的脫落以及防止?jié)穹ǜg時(shí)產(chǎn)生側(cè)面腐蝕(sideetching)。光刻膠的涂敷是用轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)時(shí)間可自由設(shè)定的甩膠機(jī)來(lái)進(jìn)行的。*先、用真空吸引法將基片吸在甩膠機(jī)的吸盤(pán)上，把具有一定粘度的光刻膠滴在基片的表面，然后以設(shè)定的轉(zhuǎn)速和時(shí)間甩膠。由于離心力的作用，光刻膠在基片表面均勻地展開(kāi)，多余的光刻膠被甩掉，獲得一定厚度的光刻膠膜，光刻膠的膜厚是由光刻膠的粘度和甩膠的轉(zhuǎn)速來(lái)控制。所謂光刻膠，是對(duì)光、電子束或X線(xiàn)等敏感，具有在顯影液中溶解性的性質(zhì)，同時(shí)具有耐腐蝕性的材料。一般說(shuō)來(lái)，正型膠的分辨率高，而負(fù)型膠具有感光度以及和下層的粘接性能好等特點(diǎn)。光刻工藝精細(xì)圖形(分辨率，清晰度)，以及與其他層的圖形有多高的位置吻合精度(套刻精度)來(lái)決定，因此有良好的光刻膠，還要有好的曝光系統(tǒng)。

除氮化硅

此處用干法氧化法將氮化硅去除

離子注入

離子布植將硼離子 (B+3) 透過(guò) SiO2 膜注入襯底，形成P型阱離子注入法是利用電場(chǎng)加速雜質(zhì)離子，將其注入硅襯底中的方法。離子注入法的特點(diǎn)是可以精密

地控制擴(kuò)散法難以得到的低濃度雜質(zhì)分布。MOS電路制造中，器件隔離工序中防止寄生溝道用的溝道截?cái)啵{(diào)整閥值電壓用的溝道摻雜， CMOS的阱形成及源漏區(qū)的形成，要采用離子注入法來(lái)?yè)诫s。離子注入法通常是將欲摻入半導(dǎo)體中的雜質(zhì)在離子源中離子化， 然后將通過(guò)質(zhì)量分析磁極后選定了離子進(jìn)行加速，注入基片中。

退火處理

去除光刻膠放高溫爐中進(jìn)行退火處理 以消除晶圓中晶格缺陷和內(nèi)應(yīng)力，以恢復(fù)晶格的完整性。使植入的摻雜原子擴(kuò)散到替代位置，產(chǎn)生電特性。

去除氮化硅層

用熱磷酸去除氮化硅層，摻雜磷 (P+5) 離子，形成 N 型阱，并使原先的SiO2 膜厚度增加，達(dá)到阻止下一步中n 型雜質(zhì)注入P 型阱中。

去除SIO2層

退火處理，然后用 HF 去除 SiO2 層。

干法氧化法

干法氧化法生成一層SiO2 層，然后LPCVD 沉積一層氮化硅。此時(shí)P 阱的表面因SiO2 層的生長(zhǎng)與刻蝕已低于N 阱的表面水平面。這里的SiO2 層和氮化硅的作用與前面一樣。接下來(lái)的步驟是為了隔離區(qū)和柵極與晶面之間的隔離層。

光刻技術(shù)和離子刻蝕技術(shù)

利用光刻技術(shù)和離子刻蝕技術(shù)，保留下柵隔離層上面的氮化硅層。

濕法氧化

生長(zhǎng)未有氮化硅保護(hù)的 SiO2 層，形成 PN 之間的隔離區(qū)。

生成SIO2薄膜

熱磷酸去除氮化硅，然后用 HF 溶液去除柵隔離層位置的 SiO2 ，并重新生成品質(zhì)更好的 SiO2 薄膜 , 作為柵極氧化層。

氧化

LPCVD 沉積多晶硅層，然后涂敷光阻進(jìn)行光刻，以及等離子蝕刻技術(shù)，柵極結(jié)構(gòu)，并氧化生成 SiO2 保護(hù)層。

形成源漏極

表面涂敷光阻，去除 P 阱區(qū)的光阻，注入砷 (As) 離子，形成 NMOS 的源漏極。用同樣的方法，在 N 阱區(qū)，注入 B 離子形成 PMOS 的源漏極。

沉積

利用 PECVD 沉積一層無(wú)摻雜氧化層，保護(hù)元件，并進(jìn)行退火處理。

沉積摻雜硼磷的氧化層

含有硼磷雜質(zhì)的SiO2 層，有較低的熔點(diǎn)，硼磷氧化層(BPSG) 加熱到800 oC 時(shí)會(huì)軟化并有流動(dòng)特性，可使晶圓表面初級(jí)平坦化。

深處理

濺鍍層金屬利用光刻技術(shù)留出金屬接觸洞，濺鍍鈦+ 氮化鈦+ 鋁+ 氮化鈦等多層金屬膜。離子刻蝕出布線(xiàn)結(jié)構(gòu)，并用PECVD 在上面沉積一層SiO2 介電質(zhì)。并用SOG (spin on glass) 使表面平坦，加熱去除SOG 中的溶劑。然后再沉積一層介電質(zhì)，為沉積第二層金屬作準(zhǔn)備。

（1） 薄膜的沉積方法根據(jù)其用途的不同而不同，厚度通常小于 1um 。有絕緣膜、半導(dǎo)體薄膜、金屬薄膜等各種各樣的薄膜。薄膜的沉積法主要有利用化學(xué)反應(yīng)的CVD(chemical vapor deposition) 法以及物理現(xiàn)象的PVD(physical vapor deposition) 法兩大類(lèi)。CVD 法有外延生長(zhǎng)法、HCVD ， PECVD 等。PVD 有濺射法和真空蒸發(fā)法。一般而言， PVD 溫度低，沒(méi)有毒氣問(wèn)題； CVD 溫度高，需達(dá)到1000 oC 以上將氣體解離，來(lái)產(chǎn)生化學(xué)作用。PVD 沉積到材料表面的附著力較CVD 差一些， PVD 適用于在光電產(chǎn)業(yè)，而半導(dǎo)體制程中的金屬導(dǎo)電膜大多使用PVD 來(lái)沉積，而其他絕緣膜則大多數(shù)采用要求較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腃VD 技術(shù)。以PVD 被覆硬質(zhì)薄膜具有高強(qiáng)度，耐腐蝕等特點(diǎn)。

（2） 真空蒸發(fā)法（ Evaporation Deposition ）采用電阻加熱或感應(yīng)加熱或者電子束等加熱法將原料蒸發(fā)淀積到基片上的一種常用的成膜方法。蒸發(fā)原料的分子（或原子）的平均自由程長(zhǎng)（ 10 -4 Pa 以下，達(dá)幾十米），所以在真空中幾乎不與其他分子碰撞可直接到達(dá)基片。到達(dá)基片的原料分子不具有表面移動(dòng)的能量，立即凝結(jié)在基片的表面，所以，在具有臺(tái)階的表面上以真空蒸發(fā)法淀積薄膜時(shí)，一般，表面被覆性（覆蓋程度）是不理想的。但若可將Crambo真空抽至超高真空（ <10 – 8 torr ），并且控制電流，使得欲鍍物以一顆一顆原子蒸鍍上去即成所謂分子束磊晶生長(zhǎng)（ MBE ： Molecular Beam Epitaxy ）。

（3） 濺鍍（ Sputtering Deposition ） 所謂濺射是用高速粒子（如氬離子等）撞擊固體表面，將固體表面的原子撞擊出來(lái)，利用這一現(xiàn)象來(lái)形成薄膜的技術(shù)即讓

等離子體中的離子加速，撞擊原料靶材，將撞擊出的靶材原子淀積到對(duì)面的基片表面形成薄膜。濺射法與真空蒸發(fā)法相比有以下的特點(diǎn)：臺(tái)階部分的被覆性好，可形成大面積的均質(zhì)薄膜，形成的薄膜，可獲得和化合物靶材同一成分的薄膜，可獲得絕緣薄膜和高熔點(diǎn)材料的薄膜，形成的薄膜和下層材料具有良好的密接性能。因而，電極和布線(xiàn)用的鋁合金（ Al-Si, Al-Si-Cu ）等都是利用濺射法形成的。較常用的濺射法在平行平板電極間接上高頻（ 13.56MHz ）電源，使氬氣（壓力為1Pa ）離子化，在靶材濺射出來(lái)的原子淀積到放到另一側(cè)電極上的基片上。為提高成膜速度， 通常利用磁場(chǎng)來(lái)增加離子的密度， 這種裝置稱(chēng)為磁控濺射裝置（ magnetron sputter apparatus ），以高電壓將通入惰性氬體游離，再藉由陰極電場(chǎng)加速吸引帶正電的離子，撞擊在陰極處的靶材，將欲鍍物打出后沉積在基板上。一般均加磁場(chǎng)方式增加電子的游離路徑，可增加氣體的解離率，若靶材為金屬，則使用DC 電場(chǎng)即可，若為非金屬則因靶材表面累積正電荷，導(dǎo)致往后的正離子與之相斥而無(wú)法繼續(xù)吸引正離子，所以改為RF 電場(chǎng)（因場(chǎng)的振蕩頻率變化太快，使正離子跟不上變化，而讓RF-in 的地方呈現(xiàn)陰極效應(yīng)）即可解決問(wèn)題。

光刻技術(shù)定出 VIA 孔洞

沉積第二層金屬，并刻蝕出連線(xiàn)結(jié)構(gòu)。然后，用 PECVD 法氧化層和氮化硅保護(hù)層。

光刻和離子刻蝕

定出 PAD 位置。

進(jìn)行退火處理

以保證整個(gè) Chip 的完整和連線(xiàn)的連接性。

3晶圓基本原料

硅是由石英砂所精練出來(lái)的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料，經(jīng)過(guò)照相制版，研磨，拋光，切片等程序，將多晶硅融解拉出單晶硅晶棒，然后切割成一片一片薄薄的晶圓。

4晶圓制造過(guò)程

晶圓是制造半導(dǎo)體芯片的基本材料，半導(dǎo)體集成電路較主要的原料是硅，因此對(duì)應(yīng)的就是硅晶圓。

硅在自然界中以硅酸鹽或二氧化硅的形式廣泛存在于巖石、砂礫中，硅晶圓的制造可以歸納為三個(gè)基本步驟：硅提煉及提純、單晶硅生長(zhǎng)、晶圓成型。

*先是硅提純，將沙石原料放入一個(gè)溫度約為2000 ℃，并且有碳源存在的電弧熔爐中，在高溫下，碳和沙石中的二氧化硅進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)（碳與氧結(jié)合，剩下硅），得到純度約為98%的純硅，又稱(chēng)作冶金級(jí)硅，這對(duì)微電子器件來(lái)說(shuō)不夠純，因?yàn)榘雽?dǎo)體材料的電學(xué)特性對(duì)雜質(zhì)的濃度非常敏感，因此對(duì)冶金級(jí)硅進(jìn)行進(jìn)一步提純：將粉碎的冶金級(jí)硅與氣態(tài)的氯化氫進(jìn)行氯化反應(yīng)，生成液態(tài)的硅烷，然后通過(guò)蒸餾和化學(xué)還原工藝，得到了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)99.999999999%，成為電子級(jí)硅。

接下來(lái)是單晶硅生長(zhǎng)，較常用的方法叫直拉法。如下圖所示，高純度的多晶硅放在石英坩堝中，并用外面圍繞著的石墨加熱器不斷加熱，溫度維持在大約1400 ℃，爐中的空氣通常是惰性氣體，使多晶硅熔化，同時(shí)又不會(huì)產(chǎn)生不需要的化學(xué)反應(yīng)。為了形成單晶硅，還需要控制晶體的方向：坩堝帶著多晶硅熔化物在旋轉(zhuǎn)，把一顆籽晶浸入其中，并且由拉制棒帶著籽晶作反方向旋轉(zhuǎn)，同時(shí)慢慢地、垂直地由硅熔化物中向上拉出。熔化的多晶硅會(huì)粘在籽晶的底端，按籽晶晶格排列的方向不斷地生長(zhǎng)上去。因此所生長(zhǎng)的晶體的方向性是由籽晶所決定的，在其被拉出和冷卻后就生長(zhǎng)成了與籽晶內(nèi)部晶格方向相同的單晶硅棒。用直拉法生長(zhǎng)后，單晶棒將按適當(dāng)?shù)某叽邕M(jìn)行切割，然后進(jìn)行研磨，將凹凸的切痕磨掉，再用化學(xué)機(jī)械拋光工藝使其至少一面光滑如鏡，晶圓片制造就完成了。

單晶硅棒的直徑是由籽晶拉出的速度和旋轉(zhuǎn)速度決定的，一般來(lái)說(shuō)，上拉速率越慢，生長(zhǎng)的單晶硅棒直徑越大。而切出的晶圓片的厚度與直徑有關(guān)，雖然半導(dǎo)體器件的制備只在晶圓的頂部幾微米的范圍內(nèi)完成，但是晶圓的厚度一般要達(dá)到1 mm，才能保證足夠的機(jī)械應(yīng)力支撐，因此晶圓的厚度會(huì)隨直徑的增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。

晶圓制造廠(chǎng)把這些多晶硅融解，再在融液里種入籽晶，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一顆晶面取向確定的籽晶在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成，此過(guò)程稱(chēng)為“長(zhǎng)晶”。硅晶棒再經(jīng)過(guò)切段，滾磨，切片，倒角，拋光，激光刻，包裝后，即成為集成電路工廠(chǎng)的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。

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檢測(cè)流程步驟

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