《集成电路制造工艺与工程应用》第四章课件

1《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28三．工艺制程整合①亚微米工艺制程整合（双阱+LOCOS+Polycide+Al）②深亚微米工艺制程整合（双阱+STI+Salicide+Al）③纳米工艺制程整合（双阱+STI+Salicide+Cu）2《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28亚微米工艺制程整合前段工艺a)衬底制备b)双阱工艺c)有源区工艺d)LOCOS隔离工艺e)阈值电压离子注入工艺f)栅氧化层工艺g)多晶硅栅工艺h)轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺i)侧墙工艺j)源漏离子注入工艺3《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.衬底选材。选用P型晶圆材料裸片做为衬底，电阻率为8~12ohm/cm，晶向为100。2.清洗。利用化学和物理的方法清除衬底自然氧化硅的同时将晶圆表面的杂质尘粒、有机物和金属离子。3.生长初始氧化硅。利用炉管热氧化生长一层二氧化硅薄膜，它是干氧氧化法。4.晶圆刻号。用激光在晶圆底部凹口附近刻出晶圆的编码。5.清洗。清除激光刻号时留在晶圆表面的尘埃和颗粒。6.第零层光刻处理。通过微影将第零层掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成第零层的光刻胶图案。7.第零层刻蚀处理。8.去光刻胶。9.去除初始氧化层。衬底制备P-subP-sub4《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.清洗。2.生长隔离氧化硅。利用炉管热氧化生长一层二氧化硅薄膜，它是干氧氧化法。3.PW光刻处理。通过微影技术将PW掩膜版上的图形转移到晶圆上，形成PW的光刻胶图案，非PW区域保留光刻胶。4.量测PW套刻。收集曝光之后的PW与第零层的套刻数据，检查PW与第零层是否对准，是否符合产品规。5.检查显影后曝光的图形。6.PW离子注入。7.去光刻胶。利用干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。双阱工艺AA’PWNWP-subPW掩膜版P-subPWPWP-sub5《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.NW光刻处理。2.量测NW套刻，收集曝光之后的NW与第零层的套刻数据。3.检查显影后曝光的图形。4.NW离子注入。5.去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。6.清洗。7.NW和PW阱推进和退火。双阱工艺PWPWP-subNW掩膜版PWPWP-subPWPWP-subNWNWP-subPWNWPWNW6《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.去除隔离氧化层。2.清洗。3.生长前置氧化层。4.淀积Si3N4层。5.淀积SiON层。6.AA光刻处理。7.量测AA光刻的关键尺寸（CD）。收集刻蚀后的AA关键尺寸数据，检查AA关键尺寸是否符合产品规。8.量测AA套刻，收集曝光之后的AA与第零层的套刻数据。9.检查显影后曝光的图形。有源区工艺P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWAA’PWNWAAP-subPWNWPWNWAA掩膜版7《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.AA干法刻蚀。2.去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。3.量测AA刻蚀关键尺寸。收集刻蚀后的AA关键尺寸数据，检查AA关键尺寸是否符合产品规。4.检查刻蚀后的图形。如果有重大缺陷，将不可能返工，要进行报废处理。5.去除氧化层。有源区工艺P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW8《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.清洗。2.生长LOCOS场氧。3.湿法刻蚀去除Si3N4。4.湿法刻蚀去除前置氧化层。LOCOS隔离工艺P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW9《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.清洗。2.生长牺牲层氧化硅。3.PMOS阈值电压调节（VTP）离子注入光刻处理。4.量测VTP套刻，收集曝光之后的VTP与AA的套刻数据。5.检查显影后曝光的图形。6.VTP离子注入。7.去光刻胶。阈值电压离子注入工艺NWNWPWPWP-subNWNWPWPWP-subNW掩膜版P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW10《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.NMOS阈值电压调节（VTN）离子注入光刻处理。2.量测VTN套刻，收集曝光之后的VTN与AA的套刻数据。3.检查显影后曝光的图形。4.VTN离子注入。5.去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。6.清洗。7.VTN和VTP退火激活。8.湿法刻蚀去除牺牲层氧化硅。阈值电压离子注入工艺P-subPWNWPWNWPW掩膜版P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWNWNWPWPWP-subP-subPWNWPWNW11《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.清洗。2.生长厚栅氧化层。3.厚栅氧光刻处理。4.量测厚栅氧光刻套刻，收集曝光之后的厚栅氧光刻与AA的套刻数据。5.检查显影后曝光的图形。6.湿法刻蚀去除低压器件区域氧化层。栅氧化层工艺NWNWPWPWP-subAA’PWNWAAThickOxideP-subPWNWPWNW厚栅氧掩膜版P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW12《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.去光刻胶。2.清洗。3.生长薄栅氧化层。栅氧化层工艺P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW13《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.淀积多晶硅栅。2.淀积WSi2（硅化钨）。3.清洗。4.栅极光刻处理。5.量测栅极光刻关键尺寸。6.量测栅极光刻套刻，收集曝光之后的栅极光刻与AA的套刻数据。7.检查显影后曝光的图形。多晶硅栅工艺PWP-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWAA’PWNWAAThickoxidepolyP-subPWNWPWNW栅掩膜版P-subPWNWPWNW14《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.栅极刻蚀。2.去除光刻胶。多晶硅栅工艺P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW15《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.清洗。2.衬底和多晶硅氧化。3.PLDD光刻处理。4.量测PLDD光刻套刻，收集曝光之后的PLDD光刻与AA的套刻数据。5.检查显影后曝光的图形。6.PLDD离子注入。轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺P-subPWNWPWNWAA’PWNWAAThickOxideP+polyP-subPWNWPWNWPLDD掩膜版P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW16《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.去除光刻胶。2.NLDD光刻处理。3.量测NLDD光刻套刻，收集曝光之后的NLDD光刻与AA的套刻数据。4.检查显影后曝光的图形。5.NLDD离子注入。轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺P-subPWNWPWNWAA’PWNWAAThickOxideP+N+polyP-subPWNWPWNWNLDD掩膜版P-subPWNWPWNW17《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.去除光刻胶。2.清洗。3.LDD退火激活。轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺P-subPWNWPWNW18《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.淀积氧化硅侧墙结构。2.侧墙刻蚀。侧墙工艺P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNW19《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.清洗。2.衬底氧化。3.N+光刻处理。4.量测N+光刻套刻，收集曝光之后的N+光刻与AA的套刻数据。5.检查显影后曝光的图形。6.N+离子注入。7.去除光刻胶。8.P+光刻处理。源漏离子注入工艺P-subPWNWPWNWn+掩膜版P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+P-subPWNWPWNWP-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+p+掩膜版20《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.量测P+光刻套刻，收集曝光之后的P+光刻与AA的套刻数据。2.检查显影后曝光的图形。3.P+离子注入。4.去除光刻胶。5.清洗。6.N+和P+退火激活。7.去除隔离氧化层。源漏离子注入工艺P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+p+21《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28亚微米工艺制程整合后段工艺a)ILD工艺b)接触孔工艺c)金属层1工艺d)IMD1和通孔1工艺e)金属电容（MIM）工艺f)金属层2工艺g)IMD2和通孔2工艺h)顶层金属层工艺i)钝化层工艺22《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.淀积SiON。2.淀积USG。3.淀积BPSG。4.BPSG回流。5.酸槽清洗去除硼和磷离子。6.淀积USG。7.ILDCMP。8.量测ILD厚度。9.淀积USG。10.淀积SiON。ILD工艺P-subPWNWPWNWn+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+23《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.CT光刻处理。2.量测CT光刻的关键尺寸。3.量测CT光刻套刻，收集曝光之后的CT光刻与AA的套刻数据。4.检查显影后曝光的图形。5.CT干法刻蚀。接触孔工艺AA’PWNWAAThickOxideP+N+CTpolyP-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+CT掩膜版P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+24《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.去除光刻胶。2.清洗。3.量测CT刻蚀关键尺寸。4.Ar刻蚀。5.淀积Ti/TiN层。6.退火。7.淀积钨层。8.钨CMP。9.清洗。接触孔工艺P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+25《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.Ar刻蚀。2.淀积Ti/TiN层。3.淀积AlCu金属层。4.淀积TiN层。5.M1光刻处理。6.量测M1光刻的关键尺寸。7.量测M1的套刻，收集曝光之后的M1光刻与CT的套刻数据。8.检查显影后曝光的图形。金属层1工艺P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+AA’PWNWAAThickOxideP+N+CTM1polyM1掩膜版P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+P-subPWNWPWNWp+n+n+n+n+n+n+p+p+p+p+p+26《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/281.M1干法刻蚀。2.去除光刻胶。3.量测M1刻蚀的关键尺寸。金属层1工艺P-subPWNWPWNWp+