刻蝕與摻雜項(xiàng)目4項(xiàng)目導(dǎo)讀

本項(xiàng)目從干法刻蝕工藝任務(wù)入手，先讓讀者對刻蝕與摻雜工藝有一個(gè)初步了解；然后詳細(xì)介紹干法刻蝕、離子注入規(guī)范等專業(yè)技能。通過離子注入和潔凈車間進(jìn)入的任務(wù)實(shí)施，讓讀者進(jìn)一步了解干法刻蝕與離子注入工藝、以及如何進(jìn)入潔凈車間。知識目標(biāo)1.了解刻蝕與摻雜工藝、潔凈車間進(jìn)入規(guī)范2.掌握干法刻蝕與離子注入的工藝操作3.掌握干法刻蝕與離子注入的質(zhì)量評估4.會識讀干法刻蝕與離子注入工藝相關(guān)的隨件單技能目標(biāo)1.能正確操作干法刻蝕與離子注入的設(shè)備，設(shè)置相關(guān)設(shè)備的常規(guī)參數(shù)2.能正確排查干法刻蝕與離子注入的常見故障3.能正確進(jìn)入潔凈車間教學(xué)重點(diǎn)1．干法刻蝕與離子注入的工藝2．檢驗(yàn)干法刻蝕與離子注入的質(zhì)量3.潔凈車間進(jìn)入準(zhǔn)備教學(xué)難點(diǎn)干法刻蝕、離子注入與潔凈車間進(jìn)入的實(shí)施建議學(xué)時(shí)6學(xué)時(shí)推薦教學(xué)方法從任務(wù)入手，通過干法刻蝕的操作，讓讀者了解干法刻蝕的工藝操作，進(jìn)而通過離子注入的操作，熟悉離子注入的質(zhì)量評估推薦學(xué)習(xí)方法勤學(xué)勤練、動手操作是學(xué)好刻蝕與摻雜工藝的關(guān)鍵，動手完成干法刻蝕與離子注入任務(wù)實(shí)施，通過“邊做邊學(xué)”達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果4.1干法刻蝕使用干法刻蝕設(shè)備，采用干法刻蝕方式，將晶圓表面上無光刻膠區(qū)域下方的外露薄膜去除，并將晶圓表面剩余的光刻膠去除。4.1.1認(rèn)識干法刻蝕刻蝕是在顯影檢查后進(jìn)行的，通過顯影工序掩膜版上的圖形已經(jīng)轉(zhuǎn)移至光刻膠上，此時(shí)無光刻膠區(qū)域下方的薄膜已經(jīng)露出，由刻蝕工序?qū)⑼饴兜谋∧とコ９饪膛c刻蝕的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工藝圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到光刻膠、再轉(zhuǎn)移到薄膜上的過程。4.1.1認(rèn)識干法刻蝕1．刻蝕的作用

刻蝕是用化學(xué)或物理的方法，有選擇的從晶圓表面去除不需要的材料的過程。

刻蝕是將晶圓表面上淀積的各種絕緣介質(zhì)、金屬薄膜等按照掩膜版的圖形結(jié)構(gòu)選擇性的去除，以便形成各種器件結(jié)構(gòu)和電路互連。刻蝕前后效果示意圖，如圖所示。

刻蝕效果示意圖（a）刻蝕前

（b）刻蝕后4.1.1認(rèn)識干法刻蝕

干法刻蝕是刻蝕的方式之一，利用氣體產(chǎn)生的等離子體，以物理或化學(xué)反應(yīng)除去暴露的表面材料。由于干法刻蝕的圖形的保真度好，是亞微米和深亞微米尺寸下刻蝕器件的主要方法。干法刻蝕后的各種圖形或結(jié)構(gòu)，如圖所示。各種刻蝕圖形外觀4.1.1認(rèn)識干法刻蝕2．干法刻蝕方式

按照刻蝕時(shí)等離子體作用的不同，干法刻蝕分為物理性刻蝕（濺射刻蝕）、化學(xué)性刻蝕（等離子體刻蝕）、物理化學(xué)性刻蝕（反應(yīng)離子刻蝕）等。干法刻蝕分類及其特點(diǎn)，如表所示。分類屬性優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)濺射刻蝕物理（1）各向異性好，刻蝕后輪廓接近90°；（2）靈活性好、安全、無污染、無廢液、易實(shí)現(xiàn)自動化。（1）選擇性較差；（2）存在刻蝕損傷、產(chǎn)量小、成本高、設(shè)備復(fù)雜。等離子體刻蝕化學(xué)（1）選擇比高、反應(yīng)速率快；（2）靈活性好、安全、無污染、無廢液、易實(shí)現(xiàn)自動化。（1）各向同性腐蝕、分辨率低；（2）存在刻蝕損傷、產(chǎn)量小、成本高、設(shè)備復(fù)雜。反應(yīng)離子刻蝕物理化學(xué)（1）各項(xiàng)異性好、選擇比高、反應(yīng)速率快；（2）靈活性好、安全、無污染、無廢液、易實(shí)現(xiàn)自動化。存在刻蝕損傷、產(chǎn)量小、成本高、設(shè)備復(fù)雜。4.1.1認(rèn)識干法刻蝕

一般情況下，當(dāng)刻蝕完成后，光刻膠的使命隨之完成，因此可以將其去除。將晶圓表面的光刻膠，通過物理或者化學(xué)方法去除的過程稱為去膠，這是圖形制備的最后一道工序。常見的去膠方式及其特點(diǎn)，如表所示。3．去膠方式分類方式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)應(yīng)用濕法去膠溶劑去膠將晶圓浸泡在適當(dāng)溶劑內(nèi)（一般為含氯的烴化物），聚合物膨脹并分解，溶于該溶劑，從而進(jìn)行去膠。在常溫下進(jìn)行，不會使鋁層發(fā)生變化。難以控制、去除不徹底、需反復(fù)去除、環(huán)境污染。金屬表面的光刻膠去除（不適用于MOS器件）。氧化劑去膠將晶圓放在氧化劑（一般為SPM溶液）中加熱到100℃左右，光刻膠被氧化成CO2和H2O去除。可析出光刻膠的碳微粒，保證晶圓表面質(zhì)量。無金屬表面（SiO2、Si3N4等）的光刻膠去除。干法去膠等離子體去膠在真空環(huán)境下，通入氧氣并加1500V高壓，電離產(chǎn)生等離子體，晶圓上的光刻膠被其氧化成CO2、H2O、CO等氣體實(shí)現(xiàn)去膠。效率高、環(huán)保、控制精確、操作簡單、無刮痕。氧氣流量對去膠質(zhì)量影響大。干法去膠、光刻膠表面形成了碳化交聯(lián)聚合物硬殼時(shí)。4.1.2

干法刻蝕設(shè)備由于刻蝕的方式不同，設(shè)備結(jié)構(gòu)會略有不同。刻蝕設(shè)備主要由顯示區(qū)、上料區(qū)、刻蝕區(qū)組成，其中干法刻蝕是在刻蝕區(qū)的刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)完成的。干法刻蝕設(shè)備的結(jié)構(gòu)，如圖所示。干法刻蝕設(shè)備4.1.2干法刻蝕設(shè)備（1）顯示區(qū)：進(jìn)行刻蝕工藝參數(shù)設(shè)置的區(qū)域，并可以監(jiān)控工藝過程。（2）上料區(qū)：待刻蝕晶圓進(jìn)料區(qū)域，自動上料機(jī)構(gòu)通過機(jī)械手實(shí)現(xiàn)晶圓的轉(zhuǎn)移。（3）刻蝕區(qū)：干法刻蝕設(shè)備的主體部分，刻蝕氣體通過氣體流量控制系統(tǒng)進(jìn)入反應(yīng)腔室，經(jīng)過一系列處理與反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)干法刻蝕。4.1.3干法刻蝕實(shí)施1．領(lǐng)料確認(rèn)開始作業(yè)前，需要按照生產(chǎn)安排，領(lǐng)取對應(yīng)的待刻蝕的晶圓，進(jìn)行信息核對，防止出現(xiàn)混料、錯(cuò)料的情況發(fā)生。（1）操作員領(lǐng)料后，依次核對干法刻蝕隨件單、流程單以及晶圓實(shí)物三者之間的信息。（2）信息全部核對一致，方可對該物料進(jìn)行作業(yè)；若發(fā)現(xiàn)異常則需要上報(bào)相關(guān)人員，處理正常后繼續(xù)作業(yè)。所有信息已核對正常，如圖所示。（3）信息確認(rèn)無誤后，點(diǎn)擊“繼續(xù)”按鍵，轉(zhuǎn)移至工位處進(jìn)行作業(yè)。4.1.3干法刻蝕實(shí)施2．設(shè)備準(zhǔn)備領(lǐng)取物料后，到達(dá)對應(yīng)工位進(jìn)行刻蝕操作。（1）點(diǎn)擊“上料”按鍵，將裝有待刻蝕晶圓的花籃放置于上料區(qū)，放置時(shí)硅片正面朝上，如圖所示。刻蝕機(jī)裝料4.1.3干法刻蝕實(shí)施（2）打開顯示區(qū)界面，選擇界面上“Recipes”菜單下的“WaferAssociation”，打開調(diào)用程序的界面，如圖所示。打開程序界面4.1.3干法刻蝕實(shí)施

點(diǎn)擊按鍵，打開刻蝕程序文件，并根據(jù)隨件單信息選擇對應(yīng)的刻蝕程序。選擇程序后核對名稱，點(diǎn)擊“Open”按鍵，完成導(dǎo)入，如圖所示。刻蝕程序調(diào)用4.1.3干法刻蝕實(shí)施（4）程序?qū)牒螅c(diǎn)擊圖4-7中的“Save”按鍵，保存設(shè)置。（5）保存完成，選擇“Operations”菜單下的“Overview”，返回主界面。然后點(diǎn)擊“Run”按鍵，運(yùn)行刻蝕設(shè)備，如圖所示。設(shè)備啟動4.1.3干法刻蝕實(shí)施3．設(shè)備運(yùn)行設(shè)備啟動，開始對晶圓進(jìn)行干法刻蝕。（1）上料機(jī)械手首先開始動作，依次將上料區(qū)的晶圓取出，放到膜厚測量儀上，測量晶圓刻蝕前的膜厚數(shù)據(jù)，如圖所示。起始膜厚數(shù)據(jù)測量4.1.3干法刻蝕實(shí)施（2）膜厚測試后，機(jī)械手將晶圓轉(zhuǎn)移到刻蝕腔內(nèi)進(jìn)行干法刻蝕。刻蝕時(shí)，利用高速離子、等離子體等高能離子對被刻蝕物進(jìn)行轟擊，使其脫離晶圓表面。刻蝕過程，如圖所示。（3）刻蝕完成，通過傳輸結(jié)構(gòu)將刻蝕后的晶圓送回晶圓花籃內(nèi)。最后，將晶圓表面剩余的光刻膠去除。干法刻蝕過程4.1.3干法刻蝕實(shí)施4．刻蝕后檢驗(yàn)去膠后，需要對刻蝕后的晶圓進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。刻蝕的質(zhì)量對集成電路芯片的性能至關(guān)重要，刻蝕完成后需要及時(shí)對外觀和關(guān)鍵尺寸等進(jìn)行檢測。關(guān)鍵尺寸（簡稱CD）是指在集成電路光掩模制造及光刻工藝中，為評估及控制工藝的圖形處理精度，特設(shè)計(jì)的一種反映集成電路特征線條寬度的專用線條圖形。4.1.3干法刻蝕實(shí)施（1）外觀檢查

點(diǎn)擊晶圓花籃，將晶圓從花籃中取出放置到UV燈旁，對其外觀進(jìn)行檢查，如圖所示。刻蝕外觀檢查4.1.3干法刻蝕實(shí)施

刻蝕的外觀不良現(xiàn)象主要有劃傷、色差、發(fā)霧等表面不良，實(shí)物外觀如表所示。不良名稱不良描述外觀圖劃傷晶圓表面出現(xiàn)劃痕，是流片過程中最常見的異常。

色差晶圓表面觀察到色澤不一，存在偏差。色差是因片內(nèi)刻蝕不均勻?qū)е铝裟ず穸炔灰唬罱K引起的外觀表現(xiàn)。

發(fā)霧晶圓表面較暗且發(fā)白，類似被蒙了一層霧。發(fā)霧大多為片內(nèi)刻蝕不均引起的外觀表現(xiàn)。4.1.3干法刻蝕實(shí)施

（2）線寬測量

點(diǎn)擊晶圓花籃，將晶圓放到顯微鏡下，準(zhǔn)備測量關(guān)鍵尺寸，如圖1所示。圖1：測量準(zhǔn)備

圖2：啟動測量

在測量系統(tǒng)界面上，選擇對應(yīng)的測量模式，然后點(diǎn)擊“Start”按鍵開始測量，如圖2所示。平臺自動開始測量，依次測量晶圓表面設(shè)定的各樣點(diǎn)處的線寬，并獲得平均值，再與標(biāo)準(zhǔn)值對比以判斷其是否符合標(biāo)準(zhǔn)。4.1.3干法刻蝕實(shí)施5．結(jié)批刻蝕工序操作正常完成后，操作員確認(rèn)本次作業(yè)正常完成，且制品合格，記錄相關(guān)信息，完成結(jié)批，如圖所示。作業(yè)完成，清理工位，等待下一批作業(yè)。結(jié)批4.1.4干法刻蝕常見異常故障排除在刻蝕過程中，可能會出現(xiàn)設(shè)備異常或刻蝕深度異常等問題，需要進(jìn)行對應(yīng)的處理。在這里，主要介紹幾種常見的異常故障。1、設(shè)備報(bào)警（1）異常描述設(shè)備發(fā)出報(bào)警，并在顯示器處顯示異常，表示設(shè)備運(yùn)行異常。點(diǎn)擊界面的報(bào)警燈圖標(biāo)進(jìn)行查看，如圖所示。異常報(bào)警界面（2）異常分析與處理本次報(bào)警顯示設(shè)備的作業(yè)壓力異常，點(diǎn)擊“詳細(xì)信息”查看該故障出現(xiàn)的可能原因，根據(jù)提示信息依次排查，完成故障排除，如圖所示。

處理、調(diào)試正常后，繼續(xù)運(yùn)行設(shè)備。報(bào)警詳情4.1.4干法刻蝕常見異常故障排除2．侵蝕

（1）異常描述晶圓邊緣發(fā)霧，顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)刻蝕過度，刻蝕范圍超出要求區(qū)域，如圖所示。侵蝕4.1.4干法刻蝕常見異常故障排除（2）異常分析與處理1）由于片內(nèi)的刻蝕速率是邊緣處大于中心處，所以侵蝕一般先發(fā)生在晶圓的邊緣處。邊緣處在后期會直接剔除，所以侵蝕若僅發(fā)生在變勻，則可繼續(xù)合格流水，否則要報(bào)廢處理。2）分析出現(xiàn)該異常的原因，比如功率異常、終點(diǎn)檢測異常、反應(yīng)氣體流量異常、光刻膠厚度不足等。3）針對排查出的異常原因，制定對應(yīng)的糾正/預(yù)防措施并實(shí)施。離子注入任務(wù)94.2任務(wù)9離子注入

使用離子注入機(jī)和摻雜元素，采用離子注入方式，完成向晶圓中加入少量雜質(zhì)的任務(wù)。其中，摻雜類型為P型、摻雜元素為硼（B）。4.2.1認(rèn)識離子注入摻雜本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性很差，只有在晶圓中加入少量雜質(zhì)，使其結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率發(fā)生改變時(shí)，硅才能成為一個(gè)有用的半導(dǎo)體，這個(gè)過程叫做摻雜。摻雜是制作半導(dǎo)體器件和集成電路必不可少的工序，通常有熱擴(kuò)散和離子注入2種摻雜方式。在這里，以離子注入為例進(jìn)行介紹。1．離子注入的作用

離子注入摻雜技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)的摻雜技術(shù)，而且已經(jīng)是比較成熟的工藝。

離子注入是通過離子轟擊，使雜質(zhì)以離子束的形式注入半導(dǎo)體內(nèi)，從而形成PN結(jié)構(gòu)和各種半導(dǎo)體器件，以及改變材料的電導(dǎo)率。在超高速、微波和中大規(guī)模集成電路制備過程中，器件的結(jié)深和基區(qū)的寬度，都小到只有零點(diǎn)幾微米，雜質(zhì)濃度分布也有更高的要求。目前，離子注入法已成為超大規(guī)模集成電路制造中不可缺少的摻雜工藝。2．摻雜元素

通過摻雜使雜質(zhì)原子代替原材料中的部分原子，材料的導(dǎo)電類型決定于雜質(zhì)的化合價(jià)。一般業(yè)界常用的摻雜元素，如表所示。摻雜類型摻雜元素P型摻雜硼（B）、鎵（Ga）、銦（In）N型摻雜氮（N）、磷（P）、砷（As）、銻（Sb）其他摻雜碳（C）、硅（Si）、鍺（Ge）、錫（Sn）、氬（Ar）4.2.2離子注入設(shè)備

離子注入機(jī)體積龐大，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。離子注入機(jī)的外觀，如圖所示。根據(jù)使用工藝、應(yīng)用領(lǐng)域、注入劑量和能量的范圍不同，傳統(tǒng)上離子注入機(jī)分為中低電流、大電流、高能量等三種。離子注入機(jī)離子注入設(shè)備主要由顯示區(qū)、上料區(qū)和離子注入?yún)^(qū)等組成。離子注入機(jī)的結(jié)構(gòu)俯視圖，如圖所示。離子注入機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖4.2.3離子注入實(shí)施1．領(lǐng)料確認(rèn)

開始作業(yè)前，需要按照生產(chǎn)安排，領(lǐng)取對應(yīng)的待離子注入的晶圓，進(jìn)行信息核對，防止出現(xiàn)混料、錯(cuò)料的情況發(fā)生。

（1）操作員領(lǐng)料后，依次核對離子注入隨件單、流程單以及晶圓實(shí)物三者之間的信息，如圖所示。信息核對界面（2）信息全部核對一致，方可對該物料進(jìn)行作業(yè)；若發(fā)現(xiàn)異常則需要上報(bào)相關(guān)人員，處理正常后繼續(xù)作業(yè)。所有信息已核對正常，點(diǎn)擊“繼續(xù)”按鍵，轉(zhuǎn)移至工位處進(jìn)行作業(yè)，如圖所示。信息核對一致2．設(shè)備準(zhǔn)備（1）領(lǐng)取物料后，點(diǎn)擊圖4-21中“繼續(xù)”按鍵，到達(dá)對應(yīng)工位進(jìn)行刻蝕操作，如圖所示。點(diǎn)擊圖中紅光閃爍的上料臺，將裝有待摻雜晶圓的花籃放置于上料區(qū)。放置時(shí)需將晶圓正面朝上。離子注入機(jī)裝料（2）點(diǎn)擊圖中的顯示屏，打開示區(qū)界面，如圖所示。打卡設(shè)置界面（3）點(diǎn)擊圖中每個(gè)參數(shù)框的下拉箭頭，根據(jù)隨件單信息依次選擇相關(guān)參數(shù)，其中：“DopingType（摻雜類型）”為P型；“DopingElement（摻雜元素）”為B（硼）；“ImpuritySource（雜質(zhì)源）”為B2H6（乙硼烷）；“Injection Angle（注入角）”為7°。設(shè)置后的界面，如圖所示，點(diǎn)擊“OK”按鍵確認(rèn)設(shè)置。設(shè)置參數(shù)（4）參數(shù)設(shè)置完成并確認(rèn)正常后，在隨件單對應(yīng)位置記錄結(jié)果并簽字確認(rèn)，如圖所示。確認(rèn)參數(shù)3．設(shè)備運(yùn)行

參數(shù)設(shè)置完成后，開始運(yùn)行設(shè)備，對晶圓進(jìn)行離子注入操作。（1）上料機(jī)械手首先開始動作，依次將上料區(qū)的晶圓取出，放到掃描盤上固定，如圖所示。機(jī)械手進(jìn)料（2）掃描盤放滿晶圓后豎起，面向離子入射的方向。

離子注入時(shí)，注入離子從離子源中產(chǎn)生，并通過吸極形成離子束，經(jīng)磁分析器篩選將所需的雜質(zhì)離子從離子束中分離出來，通過加速管獲得足夠的能量并注入晶圓對應(yīng)位置。離子注入過程，如圖所示。

在靜電掃描過程中，電子和中性離子不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能夠從束流中消除。離子注入過程

當(dāng)高能離子進(jìn)入晶圓，一部分能量傳遞是由入射離子與晶格原子核碰撞產(chǎn)生的，在此過程中，許多晶格原子離開晶格原有的位置；移位的襯底原子其中一部分有足夠的能量再與其他襯底原子碰撞并產(chǎn)生額外的移位原子。

這些位移會使晶圓產(chǎn)生大量的襯底損傷，為了消除該經(jīng)過缺陷并激活注入的雜質(zhì)，后續(xù)需要經(jīng)過退火處理。4．退火

退火，主要有高溫退火和快速熱退火2種方式。

高溫退火用于修復(fù)晶格時(shí)500℃左右的溫度即可實(shí)現(xiàn)，用于激活雜質(zhì)時(shí)溫度需要達(dá)到950℃左右；快速熱退火則溫度較高，在1000℃左右，其作業(yè)速度較快。襯底損傷的情況取決于雜質(zhì)離子的輕重，輕離子損傷其路徑窄而長，如圖（a）所示；重離子損傷其路徑寬而短，如圖（b）所示。（a）輕離子損傷（b）重離子損傷5．結(jié)批

離子注入工序操作完成后，操作員確認(rèn)本次作業(yè)正常，且制品合格，記錄相關(guān)信息，完成結(jié)批，如圖所示。作業(yè)完成，清理工位，等待下一批作業(yè)。結(jié)批4.2.4離子注入常見異常故障排除

離子注入過程中，可能會出現(xiàn)雜質(zhì)注入含量不均、離子源沾污等故障，需要進(jìn)行對應(yīng)的處理。在這里，主要介紹幾種常見的異常故障。1．劑量不均勻造成摻雜區(qū)域雜質(zhì)含量不一致

（1）異常描述

用方阻和熱波輪廓圖檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)晶圓表面不同區(qū)域的雜質(zhì)含量不同。

（2）異常分析

經(jīng)檢測，發(fā)現(xiàn)是由劑量不均勻造成的，造成劑量不均勻的原因，可能是注入機(jī)的泄露電流影響或掃描系統(tǒng)異常等。

（3）故障處理

若是掃描系統(tǒng)故障，在大電流注入時(shí)，需要檢查掃描盤的驅(qū)動系統(tǒng)是否有機(jī)械問題；在中低電流注入時(shí)，需要檢查掃描系統(tǒng)的X和Y方向掃描是否正確。

若是注入機(jī)中的泄露電流問題，需要清理所有絕緣體，確保沒有濺射堆積材料，另外電纜的絕緣必須采用高質(zhì)量材料。2．離子束中存在污染物（1）異常描述用SIMS檢測時(shí)，發(fā)現(xiàn)離子束中有沾污現(xiàn)象。（2）異常分析造成離子束沾污的原因，主要有離子源沾污、質(zhì)量分析中的離子沾污、質(zhì)量分析后的離子沾污、終端臺沾污、磁分析器窄縫過寬等。（3）故障處理

根據(jù)排查原因，進(jìn)行相應(yīng)處理。比如檢查到離子源沾污時(shí)，則需要在進(jìn)一步檢查離子源本身是否沾污、檢查真空系統(tǒng)是否漏氣、檢查源材料的純度是否滿足要求等，解決對應(yīng)的問題。潔凈車間進(jìn)入任務(wù)104.3任務(wù)10潔凈車間進(jìn)入

根據(jù)設(shè)備安全作業(yè)規(guī)程與安全風(fēng)險(xiǎn)、工業(yè)服裝和裝備穿戴以及凈化車間管理規(guī)定，能正確按照潔凈車間（芯片裸露狀態(tài)車間）要求的穿戴操作、操作規(guī)范要求，完成進(jìn)入潔凈車間操作的任務(wù)。4.3.1認(rèn)識潔凈車間進(jìn)入規(guī)范

在晶圓制造、晶圓檢測和封裝完成前的過程中，晶圓都處于裸露狀態(tài)，對防塵、防靜電要求較高，一般是在千級潔凈車間內(nèi)進(jìn)行，其溫度恒為22±3℃，濕度為45±15％。人員進(jìn)入芯片裸露狀態(tài)的潔凈車間，一般需要遵守著裝、防靜電點(diǎn)檢、風(fēng)淋以及除塵清掃等操作規(guī)范。1．潔凈車間操作規(guī)范

為控制人對生產(chǎn)車間產(chǎn)生的沾污，每家集成電路公司都有一套嚴(yán)格的潔凈車間操作規(guī)范，人員必須嚴(yán)格遵循潔凈車間操作規(guī)范，如表所示。

序號應(yīng)做不應(yīng)做原因1只有經(jīng)過授權(quán)的人員方可進(jìn)入凈化間沒有進(jìn)行培訓(xùn)的人員不得進(jìn)人凈化間，凈化間主管具有決定權(quán)。被授權(quán)的人員熟悉凈化間操作規(guī)定2只把必需品帶入凈化間不準(zhǔn)攜帶化妝品、香煙、手帕、衛(wèi)生紙、食物、飲料、照相機(jī)、鑰匙、手機(jī)或未經(jīng)凈化間允許的紙張、圖樣、操作手冊或指示圖標(biāo)等。排除污染物的來源3在凈化間中所有時(shí)間內(nèi)都要保持超凈服閉合不要把任何便服暴露在超凈間內(nèi)，不要讓皮膚的任何部分接觸超凈服的外面部分。排除污染物的來源4確保所有頭部和面部頭發(fā)被包裹起來不要暴露頭部和面部的頭發(fā)。排除污染物的來源5遵守進(jìn)入凈化間的程序，如風(fēng)淋進(jìn)入凈化間后不要打開隔離門，直到所有程序完成。風(fēng)淋有助于去除沾污6緩慢移動不要聚集或快速移動。避免破壞氣氣流模式2．穿戴工業(yè)服裝與裝備要求

芯片是一種比較敏感的精密電路，很容易受到外界的干擾，根據(jù)集成電路制造工藝要求，相對于普通車間，集成電路制造的各生產(chǎn)車間對環(huán)境的要求會相對較高。比如晶圓制造等芯片處于裸露狀態(tài)的生產(chǎn)車間，對環(huán)境要求高于芯片封裝好之后的生產(chǎn)車間，這是由工藝的加工對象特性所決定的。因此，在進(jìn)入集成電路制造的各生產(chǎn)車間時(shí)，都需要穿戴規(guī)定的工業(yè)服裝和裝備。

在進(jìn)入芯片裸露狀態(tài)的潔凈車間前，都需穿戴對應(yīng)的無塵衣或防靜電服，其目的是為了防止人體、衣物等產(chǎn)生灰塵或靜電對芯片造成損害。

（1）無塵衣是一種防塵、防靜電連體工作服，其面料和縫線一般采用滌綸長絲纖維或?qū)щ娎w維，可以有效防止微塵從工作服中散出或縫線自身產(chǎn)生塵埃而污染芯片。

（2）防靜電服是用于泄放人體靜電的工作服，一般為上衣外套。防靜電服可以有效抑制人體及服裝靜電，消除或減小靜電放電危害，保護(hù)靜電敏感元器件免受潛在靜電危害。

（3）無塵鞋也叫凈化鞋、防靜電無塵鞋，鞋面采用專用滌綸長絲與高性能永久性導(dǎo)電纖維，導(dǎo)電纖維為間距5mm的條紋或網(wǎng)格，具有良好的靜電泄放效果。

為防止自身微塵和靜電污染芯片，需要穿戴無塵衣、無塵鞋、口罩、發(fā)罩、手套等。具體著裝要求，如圖4-30所示。著裝要求3．防靜電點(diǎn)檢

靜電放電引起的組件擊穿損害是電子工業(yè)最普遍、最嚴(yán)重的靜電危害，所以每一道工藝都需要做好防靜電的工作，以防止因靜電影響而導(dǎo)致大量芯片報(bào)廢的情況發(fā)生。

防靜電點(diǎn)檢的目的，就是用于檢測并判斷人體靜電是否在車間所要求的安全值內(nèi)，可以驗(yàn)證防靜電鞋、防靜電服、無塵衣等著裝是否正常。防靜電點(diǎn)檢結(jié)合門禁系統(tǒng)，可自動判別人員是否符合進(jìn)入條件，點(diǎn)檢合格后車間門或風(fēng)淋室門自動打開。

防靜電工作要從車間環(huán)境和進(jìn)入車間的人員2個(gè)方面著手進(jìn)行。

（1）在潔凈車間方面，設(shè)備儀器、墻壁、天花板和地板等都應(yīng)采用防靜電的不發(fā)塵材料，必要時(shí)可使用離子風(fēng)扇、風(fēng)槍（風(fēng)槍即氣槍、離子風(fēng)槍，是一種手持式利用壓縮氣體除塵、除靜電的專用設(shè)備）等消除靜電；

（2）在進(jìn)入潔凈車間的人員方面，需要穿戴指定的無塵衣或防靜電服，并且進(jìn)行防靜電點(diǎn)檢，防靜電點(diǎn)檢合格的人員才能進(jìn)入風(fēng)淋室或車間。4．風(fēng)淋

在動態(tài)情況下，潔凈車間細(xì)菌及塵埃的最大發(fā)生源是人員。人員進(jìn)入對無塵要求非常高的晶圓制造、檢測潔凈車間之前，必須進(jìn)行風(fēng)淋操作，用潔凈空氣吹淋其衣服表面附著的塵埃顆粒。

風(fēng)淋的目的，就是針對芯片處于裸露狀態(tài)的潔凈車間設(shè)計(jì)的，是為了清除進(jìn)入這些車間的人或物體表面的灰塵，保證車間內(nèi)的無塵環(huán)境不被破壞。

（1）進(jìn)入芯片處于裸露狀態(tài)的潔凈車間前，需要進(jìn)行風(fēng)淋；

（2）而芯片處于非裸露狀態(tài)的潔凈車間對空氣質(zhì)量沒有很高要求，進(jìn)入前無需進(jìn)行風(fēng)淋。4.3.2潔凈車間進(jìn)入準(zhǔn)備設(shè)備1．防靜電點(diǎn)檢設(shè)備

防靜電點(diǎn)檢是在防靜電測試儀上進(jìn)行的，也可以結(jié)合門禁設(shè)備和信息化管理軟件成為防靜電門禁系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)靜電測試和人員身份的自動識別。ESD是20世紀(jì)中期以來形成的研究靜電的產(chǎn)生、危害及防護(hù)等靜電內(nèi)容的學(xué)科。后來國際上習(xí)慣將用于靜電防護(hù)的器材統(tǒng)稱為ESD，中文名稱為靜電阻抗器。ESD防靜電門禁支持左右腳和手指靜電測試，相對于傳統(tǒng)ESD測試，不會出現(xiàn)兩腳同時(shí)測試，一腳正常就通過的盲點(diǎn)。2．風(fēng)淋設(shè)備

風(fēng)淋在風(fēng)淋室中進(jìn)行，風(fēng)淋室又稱為潔凈風(fēng)淋室、凈化風(fēng)淋室等。風(fēng)淋室是現(xiàn)代電子產(chǎn)品生產(chǎn)車間必不可少的潔凈配套設(shè)備，是進(jìn)入潔凈室所必需的通道，它能通過風(fēng)淋噴嘴噴出經(jīng)過高效過濾的潔凈強(qiáng)風(fēng)，吹除人或物體表面吸附的塵埃，同時(shí)又對風(fēng)淋室兩側(cè)的潔凈區(qū)和非潔凈區(qū)起到了緩沖與隔離的作用。風(fēng)淋室外觀，如圖所示。風(fēng)淋室

風(fēng)淋室能通過風(fēng)淋噴嘴噴出經(jīng)過高效過濾的潔凈強(qiáng)風(fēng)，吹除人或物體表面吸附的塵埃，同時(shí)又對風(fēng)淋室兩側(cè)的潔凈區(qū)和非潔凈區(qū)起到了緩沖與隔離的作用。

風(fēng)淋室是人員進(jìn)出潔凈車間所必需的通道，并同時(shí)起到氣閘室密閉無塵室的緩沖作用，是進(jìn)行人員除塵和防止室外空氣污染無塵室的有效設(shè)備，也是目前潔凈車間人員進(jìn)入的必需設(shè)備。風(fēng)淋室具有如下特點(diǎn)：

（1）采用PLC智能化的控制手段，控制面板上的LED顯示屏，能正確顯示風(fēng)淋的運(yùn)行狀態(tài)雙門的互鎖狀態(tài)、風(fēng)淋周期進(jìn)度和延時(shí)開門狀態(tài)。并設(shè)有光電感應(yīng)器，單向通道風(fēng)淋室，從非潔凈區(qū)進(jìn)入，關(guān)門后紅外線感應(yīng)有人就吹淋，吹淋后入門鎖閉，只能從出門走出風(fēng)淋室；

（2）采用人性化的控制面板，清晰的指示燈指示，給予用戶清晰正確的風(fēng)淋流程指示。軟鍵觸按式時(shí)間繼電器，LED顯示及設(shè)置吹淋時(shí)間，用戶可根據(jù)風(fēng)淋室外部環(huán)境的差異調(diào)節(jié)吹淋時(shí)間，范圍為10-99s；

（3）采用美國AAF初、高效過濾器兩級過濾系統(tǒng)，無隔板低阻力高效過濾器，過濾效率為99.99%，確保凈化級別。配全不銹鋼多角度可調(diào)噴嘴，雙渦殼外轉(zhuǎn)子大風(fēng)量低噪風(fēng)機(jī)，風(fēng)嘴出風(fēng)口風(fēng)速高達(dá)25m/s以上，吹到人體上風(fēng)速18m/s以上；

（4）采用模塊化設(shè)計(jì)方案，可以按實(shí)際需要拼裝成各種長度的風(fēng)淋尺寸。一臺風(fēng)淋室由一節(jié)或多節(jié)風(fēng)淋單元組成，對于大體積的風(fēng)淋設(shè)備，可分拆成多個(gè)模塊，使得生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝特別方便、快捷；

（5）采用進(jìn)口電子元器件、先進(jìn)的減噪靜音裝置系統(tǒng)及EVA密封材料，運(yùn)行性能穩(wěn)定可靠、密閉性能高。4.3.3潔凈車間進(jìn)入實(shí)施1．著裝準(zhǔn)備（1）脫鞋與物品放置為減少灰塵的帶入以及作業(yè)的安全性，員工在進(jìn)入準(zhǔn)備區(qū)域時(shí)，需要將鞋子脫下，減少外部灰塵的帶入，并方便之后的著裝操作。此外，進(jìn)入車間前需檢查攜帶物品，個(gè)人物品不可帶入車間，需放置到儲物柜內(nèi)保存，如圖所示。脫鞋與物品放置

（2）腳底除塵

潔凈車間內(nèi)的無塵要求較高，進(jìn)入更衣區(qū)需進(jìn)行腳底除塵。按照路面指示移動到刷卡器前，進(jìn)行刷卡進(jìn)入更衣室，雙腳站立在門口的粘塵墊上，完成腳底除塵，如圖所示。腳底除塵（3）洗手除塵

按照路面指示移動到自動洗手器前，進(jìn)行手部的清潔，清洗完畢之后自動烘干，如圖所示。洗手除塵

（4）著裝

完成初步的簡易除塵后，按照千級無塵車間的著裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行著裝。著裝操作在更衣室內(nèi)完成，一般情況下需要依次穿戴發(fā)罩、無塵衣、口罩、防靜電手套、無塵鞋等防靜電和防塵衣物。

按照路面指示移動到著裝區(qū)，根據(jù)潔凈車間的著裝要求，選擇需要的衣物進(jìn)行穿戴，如圖所示。著裝2．防靜電點(diǎn)檢

按照路面指示移動到靜電測試儀前，進(jìn)行防靜電點(diǎn)檢。

防靜電點(diǎn)檢時(shí)，雙腳站在測試儀器的指定位置，先刷門禁卡，確認(rèn)個(gè)人信息是否準(zhǔn)確，核對無誤后根據(jù)儀器提示進(jìn)行點(diǎn)檢操作，如圖所示。

防靜電點(diǎn)檢注意：

（1）在刷門禁卡或靜電檢測時(shí)，雙腳必須站立在防靜電測試儀指定位置，否則測試儀無法完成識別，導(dǎo)致車間門或風(fēng)淋室門開啟失敗；

（2）手指按壓在靜電測試的金屬觸摸區(qū)時(shí)，需要摘掉手套，使皮膚直接接觸測試區(qū)；

（3）防靜電點(diǎn)檢未通過時(shí)，需要檢查著裝并消除靜電，再重新進(jìn)行防靜電點(diǎn)檢。3．風(fēng)淋防靜電點(diǎn)檢合格后，風(fēng)淋室門由鎖定變?yōu)殚_啟，進(jìn)行進(jìn)一步的除塵操作，如圖所示。（1）在圖中，點(diǎn)擊風(fēng)淋室的外門，將風(fēng)淋室的外門打開。打開風(fēng)淋室門（2）根據(jù)路面指示進(jìn)入風(fēng)淋室。進(jìn)入風(fēng)淋室后站立在指定位置，前后門自動落鎖，風(fēng)淋室開始除塵操作。在除塵期間，人員需要張開雙臂旋轉(zhuǎn)360度，達(dá)到最大除塵效果，如圖所示。風(fēng)淋（3）到達(dá)指定時(shí)間后，風(fēng)淋結(jié)束，出口自動解鎖，此時(shí)員工可以進(jìn)入潔凈車間。關(guān)鍵知識點(diǎn)梳理1．刻蝕是在顯影檢查后進(jìn)行的，通過顯影工序掩膜版上的圖形已經(jīng)轉(zhuǎn)移至光刻膠上，此時(shí)無光刻膠區(qū)域下方的薄膜已經(jīng)露出，由刻蝕工序?qū)⑼饴兜谋∧とコ９饪膛c刻蝕的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工藝圖形從掩模版轉(zhuǎn)移到光刻膠、再轉(zhuǎn)移到薄膜上的過程。

（1）刻蝕是用化學(xué)或物理的方法，有選擇的從晶圓表面去除不需要的材料的過程。

（2）刻蝕是將晶圓表面上淀積的各種絕緣介質(zhì)、金屬薄膜等按照掩膜版的圖形結(jié)構(gòu)選擇性的去除，以便形成各種器件結(jié)構(gòu)和電路互連。2．干法刻蝕是刻蝕的方式之一，利用氣體產(chǎn)生的等離子體，以物理或化學(xué)反應(yīng)除去暴露的表面材料。（1）按照刻蝕時(shí)等離子體作用的不同，干法刻蝕分為物理性刻蝕（濺射刻蝕）、化學(xué)性刻蝕（等離子體刻蝕）、物理化學(xué)性刻蝕（反應(yīng)離子刻蝕）等。（2）當(dāng)刻蝕完成后，光刻膠的使命隨之完成，因此可以將其去除。將晶圓表面的光刻膠，通過物理或者化學(xué)方法去除的過程稱為去膠，這是圖形制備的最后一道工序。3．刻蝕設(shè)備主要由顯示區(qū)、上料區(qū)、刻蝕區(qū)組成，其中干法刻蝕是在刻蝕區(qū)的刻蝕反應(yīng)腔內(nèi)完成的。（1）顯示區(qū)：進(jìn)行刻蝕工藝參數(shù)設(shè)置的區(qū)域，并可以監(jiān)控工藝