1、電子科技大學成都學院（微電子技術系）實驗報告書課程名稱：芯片解剖實驗學 號： 姓 名： 教 師： 年6月28日 實驗一 去塑膠芯片的封裝實驗時間： 同組人員： 一、實驗目的1.了解集成電路封裝知識，集成電路封裝類型。2.了解集成電路工藝流程。3.掌握化學去封裝的方法。二、實驗儀器設備1：燒杯，鑷子，電爐。2：發煙硝酸，弄硫酸，芯片。3：超純水等其他設備。三、實驗原理和內容實驗原理：1.傳統封裝：塑料封裝、陶瓷封裝（1）塑料封裝（環氧樹脂聚合物）雙列直插 DIP、單列直插 SIP、雙列表面安裝式封裝 SOP、四邊形扁平封裝 QFP具有J型管腳的塑料電極芯片載體PLCC、小外形J引線塑料封裝 SO

2、J（2）陶瓷封裝具有氣密性好，高可靠性或者大功率A.耐熔陶瓷（三氧化二鋁和適當玻璃漿料）：針柵陣列 PGA、陶瓷扁平封裝 FPGB.薄層陶瓷：無引線陶瓷封裝 LCCC2.集成電路工藝（1）標準雙極性工藝 （2）CMOS工藝 （3）BiCMOS工藝 3.去封裝1陶瓷封裝 一般用刀片劃開。2. 塑料封裝 化學方法腐蝕，沸煮。（1）發煙硝酸 煮（小火） 2030分鐘（2）濃硫酸 沸煮 3050分鐘實驗內容：去塑膠芯片的封裝四、實驗步驟1.打開抽風柜電源，打開抽風柜。2.將要去封裝的芯片（去掉引腳）放入有柄石英燒杯中。 3.帶上塑膠手套，在藥品臺上去濃硝酸。向石英燒杯中注入適量濃硝酸。（操作時一定注意

3、安全）4.將石英燒杯放到電爐上加熱，記錄加熱時間。（注意：火不要太大）5.觀察燒杯中的變化，并做好記錄。6.取出去封裝的芯片并清洗芯片，在顯微鏡下觀察腐蝕效果。7.等完成腐蝕后，對廢液進行處理。五、實驗數據1：開始放入芯片，煮大約2分鐘，發煙硝酸即與塑膠封轉起反應，此時溶液顏色開始變黑。2：繼續煮芯片，發現塑膠封裝開始大量溶解，溶液顏色變渾濁。3：大約二十五分鐘，芯片塑膠部分已經基本去除。4：取下燒杯，看到閃亮的芯片伴有反光，此時芯片塑膠已經基本去除。六、結果及分析1：加熱芯片前要事先用鉗子把芯片的金屬引腳去除，因為此時如果不去除，它會與酸反應，消耗酸液。2：在芯片去塑膠封裝的時候，加熱一定要

4、小火加熱，因為發煙鹽酸是易揮發物質，如果采用大火加熱，其中的酸累物質變會分解揮發，引起容易濃度變低，進而可能照成芯片去封裝不完全，或者去封裝速度較慢的情況。3：通過實驗，了解了去塑膠封裝的基本方法，和去封裝的一般步驟。實驗二 金屬層芯片拍照實驗時間： 同組人員： 一、實驗目的1學習芯片拍照的方法。2掌握拍照主要操作。3. 能夠正確使用顯微鏡和電動平臺二、實驗儀器設備1：去封裝后的芯片2：芯片圖像采集電子顯微鏡和電動平臺3：實驗用PC，和圖像采集軟件。三、實驗原理和內容1：實驗原理根據芯片工藝尺寸，選擇適當的放大倍數，用帶CCD攝像頭的顯微鏡對芯片進行拍照。以行列式對芯片進行圖像采集。注意調平芯

5、片，注意拍照時的清晰度。2：實驗內容采集去封裝后金屬層照片。四、實驗步驟1.打開拍照電腦、顯微鏡、電動平臺。2.將載物臺粗調焦旋鈕逆時針旋轉到底（即載物臺最低），小心取下載物臺四英寸硅片平方在桌上，用塑料鑷子小心翼翼的將裸片放到硅片靠中心的位置上，將硅片放到載物臺。3.小心移動硅片盡量將芯片平整。4.打開拍照軟件，建立新拍照任務，選擇適當倍數，并調整到顯示圖像。（此處選擇20倍物鏡，即拍200倍照片）5.將顯微鏡物鏡旋轉到最低倍5X，慢慢載物臺粗調整旋鈕使載物臺慢慢上升，直到有模糊圖像，這時需要小心調整載物臺位置，直至看到圖像最清晰。6.觀察圖像，將芯片調平（方法認真聽取指導老師講解）。10.

6、觀測整體效果，觀察是否有嚴重錯位現象。如果有嚴重錯位，要進行重拍。11.保存圖像，關閉拍照工程。12.將顯微鏡物鏡順時針跳到最低倍(即： 5X）。13.逆時針旋轉粗調焦旋鈕，使載物臺下降到最低。14.用手柄調節載物臺，到居中位置。15.關閉顯微鏡、電動平臺和PC機。五、實驗數據采集后的芯片金屬層圖片如下：六、結果及分析1：實驗掌握了芯片金屬層拍照的方法，電動平臺和電子顯微鏡的使用，熟悉了圖像采集軟件的使用方法。2：在拍攝金屬層圖像時，每拍完一行照片要進行檢查，因為芯片有余曝光和聚焦的差異，可能會使某些照片不清晰，對后面的金屬層拼接照成困難。所以拍完一行后要對其進行檢查，對不符合標準的照片進行重

7、新拍照。3：拍照是要保證芯片全部在采集視野里，根據四點確定一個四邊形平面，要確定芯片的四個角在采集視野里，就可以保證整個芯片都在采集視野里。4：拍照時的倍數選擇要與工程分辨率保持一致，過大或過小會引起芯片在整個視野里的分辨率，不能達到合適的效果，所以采用相同的倍數，保證芯片的在視野圖像大小合適。實驗三 金屬層圖像拼接實驗時間： 同組人員： 一、實驗目的1掌握圖像拼接的原理，學習同層圖像拼接。2. 理解手工拼接與自動拼接的關系二、實驗儀器設備1：采集到得金屬層圖片。2：實驗室電腦和圖像拼接軟件FilmIntegrator。三、實驗原理和內容1：實驗原理根據采集芯片的圖像相同位置對圖像進行拼接，人

8、工打定位釘子，至少要打一行一列。對于比較小的工程，可以完全人工拼接，這樣會減少錯位。對于大的工程，首先是人工打足夠多的定位點，然后使用自動拼接，之后進行人工修改。拼接時X-Y偏差均要4 才不會影響工程質量。因為拍照時芯片未必放平，當拼接完成后進行旋平操作。:2：實驗內容1.對金屬鋁的圖像進行拼接。2.拼接后將芯片圖像旋平。3.對旋平后的圖像驚醒400*400切割。四、實驗步驟1.打開FilmIntegrator軟件（在D盤）D:FilmIntegratorBin目錄下。2.在F盤下建立自己學號命名的文件夾，將LM386M_200文件夾復制到自己學號文件夾。3.點擊FilmIntegrator

9、文件菜單（或Ctrl+O）單開復制后RAW下M7805M.conf文件。4.點擊圖像菜單選擇圖像瀏覽窗口（或點擊快捷鍵）。5.點擊圖像菜單選擇拼接指定圖像層（或點擊快捷鍵）。6.先打能確定的釘子，打完后，按E打無法確定的釘子。7.點擊F3或進行檢查。8.保存數據。9.圖像旋屏。10.對圖像進行切割。五、實驗數據1：打完釘子后的整體圖像2：旋平切割狗的金屬層照片：六、結果及分析1：通過實驗了解了芯片圖像拼接的方法，和拼接軟件的使用。2：在完成圖像確定位置的釘子后，要進行檢查，確保誤差范圍在（+3-3）之間，以保證較好的拼接效果。但是并不是誤差為0時就表示絕對沒有誤差，因為誤差的計算是軟件根據記憶

10、功能計算出來的，并不是圖像的真實誤差。3：在拼接完成后，要對圖像進行切割去除多余面積，然后對芯片極性旋平，為后面的不同圖像層之間進行對準打基礎。 實驗四 去氮化硅保護層實驗時間： 同組人員： 一、實驗目的1：掌握去氮化硅保護層的方法，2：學習化學方法去氮化硅保護層二、實驗儀器設備1：燒杯，鑷子，電爐。2：85%的磷酸溶液，芯片。3：超純水等其他設備。三、實驗原理和內容1：實驗原理去氮化硅一般有兩種方法。1.用85%的磷酸溶液進行刻蝕。2.用等離子刻蝕機進行干法刻蝕2：實驗內容去氮化硅保護層。四、實驗步驟1.打開抽風柜電源，打開抽風柜。2.將要去掉封裝的裸片放入有柄石英燒杯中。 3.帶上塑膠手套

11、，在藥品臺上去磷酸。用量筒量取43ml磷酸倒入石英燒杯中，量取7ml注入石英燒杯中。（操作時一定注意安全）4.將石英燒杯放到電爐上加熱，記錄加熱時間。（注意：火不要太大）5.觀察燒杯中的變化，定時取出再顯微鏡下觀察，看腐蝕效果，并做好記錄。注意時間不易過長。首先取45mL的磷酸取UP水10mL放入石英燒杯中看時間開始加熱（2:14）搖晃燒杯，見有氣泡冒出，將火調小并用玻璃棒攪拌芯片（2:24）停止加熱（2:33）取出芯片用UP水清洗，并在顯微鏡下觀察腐蝕情況2:55繼續加熱（3:10）停止加熱取出芯片觀察。6.取出去封裝的芯片并清洗芯片，在顯微鏡下觀察腐蝕效果。7.等完成腐蝕后，對廢液進行處理

12、。五、實驗數據1.打開抽風柜電源，打開抽風柜。2.將要去掉封裝的裸片放入有柄石英燒杯中。 3.帶上塑膠手套，在藥品臺上去磷酸。用量筒量取43ml磷酸倒入石英燒杯中，量取7ml注入石英燒杯中。（操作時一定注意安全）4.將石英燒杯放到電爐上加熱，記錄加熱時間。（注意：火不要太大）5.觀察燒杯中的變化，定時取出再顯微鏡下觀察，看腐蝕效果，并做好記錄。注意時間不易過長。6.取出去封裝的芯片并清洗芯片，在顯微鏡下觀察腐蝕效果。7.等完成腐蝕后，對廢液進行處理。六、結果及分析1：通過實驗了解了氮化硅保護層的方法和步驟。2:加熱時間不能太久，容易產生黑色物質，附著在多晶層上，對接下來的時間照成影響！ 實驗五

13、 去金屬Al層實驗時間： 同組人員： 一、實驗目的1：掌握去氮化硅保護層的方法2：學習化學方法去氮化硅保護層二、實驗儀器設備1：加熱電爐，燒杯，等試驗工具。2：去過氮化硅的芯片三、實驗原理和內容去AL的方法：1.濃磷酸溶液加熱進行刻蝕。2.磷酸：硝酸：冰醋酸：水=85%：5%： 5% ：10% 溫度控制在3545攝氏度。3.等離子刻蝕（氯氣刻蝕ALCL氣體）試驗內容：去金屬鋁層。四、實驗步驟1.打開抽風柜電源，打開抽風柜。2.將要去掉保護層的裸片放入有柄石英燒杯中。 3.帶上塑膠手套，按一下比例配比混合溶液100ML磷酸：硝酸：冰醋酸：水=85%：5%： 5% ：10%（操作時一定注意安全）4

14、.將石英燒杯放到電爐上微量加熱，記錄加熱時間。（注意：禁止大火加熱）5.觀察燒杯中的變化，定時取出再顯微鏡下觀察，看腐蝕效果，并做好記錄。注意時間不易過長。6.取出去封裝的芯片并清洗芯片，在顯微鏡下觀察腐蝕效果。7.等完成腐蝕后，對廢液進行處理五、實驗數據1：取磷酸50mL，硝酸10mL，冰醋酸10mL一起放入燒杯中:。2：開始加熱，記錄時間9：28，直到出現微弱氣泡停止加熱，3：取出芯片用UP水清洗芯片，然后放到顯微鏡下觀察AL的腐蝕情況。4：如果AL層去除不完全可以繼續回煮，知道達到較好的效果。六、結果及分析通過實驗掌握了芯片去除AL層的步驟和方法. 實驗六 去二氧化硅實驗時間： 同組人員

15、： 一、 實驗目的1：掌握去二氧化硅方法，2：學習化學方法去二氧化硅。二、實驗儀器設備1：稀釋HF酸溶。2：燒杯，玻璃棒，電爐等實驗設備。三、實驗原理和內容去二氧化硅一般有兩種方法。1.用稀釋HF酸溶液進行刻蝕。純凈的HF腐蝕硅和二氧化硅的速率大體上分別是900埃/分和120埃/分，為了減緩反應速度一般將 HF稀釋。Si02+ 6HF4= H2+SiF6+H202.用等離子刻蝕機進行干法刻蝕。（用CF4、或SF6等氣體）Si02+ CF4= SiF4+C0Si02+ SF6 = SiF4+S02實驗內容：去除芯片的二氧化硅層。四、實驗步驟1.打開抽風柜電源，打開抽風柜。2.將要去掉AL的裸片放

16、入塑料燒杯中。 3.帶上塑膠手套，按一下比例配比混合溶液100MLHF：H2O=1 ：1（操作時一定注意安全）4.觀察燒杯中的變化，看腐蝕效果，并做好記錄。6.取出去封裝的芯片并清洗芯片，在顯微鏡下觀察腐蝕效果。7.等完成腐蝕后，對廢液進行處理五、實驗數據1：取少量50%的HF，加入5mL的UP水，放入塑料燒杯中，2：將芯片也放入塑料燒杯中，記錄時間8：50，3：待時間到8:55左右取出芯片用UP水清洗，并放在顯微鏡下觀察效果。六、結果及分析通過實驗掌握了用HF酸去除二氧化硅的過程和方法。但是HF不容易控制反應速率，所以可以換用等離子刻蝕。實驗七 對多晶硅層拍照和圖像拼接實驗時間： 同組人員：

17、 一、實驗目的1：對多晶硅層進行拍照，并進行圖像拼接。二、實驗儀器設備1：去二氧化硅后的芯片2：芯片圖像采集電子顯微鏡和電動平臺3：實驗用PC，和圖像采集軟件三、實驗原理和內容根據芯片工藝尺寸，選擇適當的放大倍數，用帶CCD攝像頭的顯微鏡對芯片進行拍照。以行列式對芯片進行圖像采集。注意調平芯片，注意拍照時的清晰度。根據采集芯片的圖像相同位置對圖像進行拼接，人工打定位釘子，至少要打一行一列。對于比較小的工程，可以完全人工拼接，這樣會減少錯位。對于大的工程，首先是人工打足夠多的定位點，然后使用自動拼接，之后進行人工修改。拼接時X-Y偏差均要4 才不會影響工程質量。因為拍照時芯片未必放平，當拼接完成

18、后進行旋平操作。實驗內容：對多晶硅層進行拍照，并進行圖像拼接四、實驗步驟1.對多晶硅層進行拍照。2.對拍照后的多晶硅層圖像進行拼接。3.完成圖像的旋屏與切割。五、實驗數據1：采集到得多晶曾圖像：2：打完釘子后的預覽圖像：3：經過旋平切割后的多晶曾圖像：六、結果及分析1：多晶曾拍照拍完每行要進行預覽，對不合格的照片進行重拍。2：打釘子時誤差范圍應在（+3-3之間為宜）3：對多晶層進行拼接后進行切割旋平操作，為后面相鄰圖層的對準做準備。實驗八 相鄰圖像層對準實驗時間： 同組人員： 一、實驗目的1學習相鄰圖像層對準的思路與方法。2：掌握圖像對準的操作。二、實驗儀器設備1：經過旋平切割后的多晶硅層圖像和經過旋平切割后的金屬層圖像。2：PC電腦和圖像拼接軟件。三、實驗原理和內容1：實驗原理根據芯片上下兩層的同一位置的特點使用訂釘子的方法將