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3。3 工藝布局3.3，1 3，3 2 集成電路芯片工藝十分復(fù)雜 復(fù)雜電路的工藝步驟可高達500多步.一般可概分為前段工藝及后段工藝,硅片下線后、在其清洗過后的表面上，通過氧化或化學(xué)氣相淀積的方法形成各種薄膜、經(jīng)由光刻成型與刻蝕工藝形成各類圖形,采用離子注入或擴散方法摻雜形成所需的電學(xué)特性、再通過濺射形成多重導(dǎo)線,如此多次循環(huán)重復(fù) 最終形成電路圖形、1、清洗工藝,清洗工藝主要用來去除金屬雜質(zhì)。有機物污染,微塵、一般情況下.使用高純度的化學(xué)品來清洗,高純度的去離子純水來洗濯 最后在高純度的氣體環(huán)境下高速脫水甩干、或采用高揮發(fā)性的有機溶劑除濕干化，按照清洗方式的不同，一般可分為濕法化學(xué)法、物理洗凈法和干法洗凈法，2。氧化工藝。氧化工藝由硅的氧化形成氧化層,作為性能良好的絕緣材料。一般可分為濕法氧化法和干法氧化法,而常見的氧化設(shè)備有水平式與直立式爐管,3 擴散工藝，擴散工藝是指物質(zhì)，氣 固.液 中的原子或分子在高溫狀態(tài)下、因高溫激化作用.由高濃度區(qū)域移至低濃度區(qū)域，4.化學(xué)氣相淀積工藝 化學(xué)氣相淀積工藝利用氣態(tài)的化學(xué)材料在硅片表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。并在硅片表面上淀積形成一層固體薄膜.如二氧化硅、各種硅玻璃.多晶硅，氮化硅,鎢與硅化鎢等 因反應(yīng)壓力的不同一般可分為、常壓化學(xué)氣相淀積法 低壓化學(xué)氣相淀積法 相關(guān)設(shè)備有批量加工形式的爐管 也有單一硅片加工形式的設(shè)備.亞大氣壓化學(xué)氣相淀積法。等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法，高密度等離子體增強型化學(xué)氣相淀積法.5 離子注入工藝、離子注入工藝是通過將選定的離子加速.射入硅片的特定區(qū)域而改變其電學(xué)特性的一種工藝,一般可以分為大電流型、低能型 中低電流型.高能型 6,濺射工藝，濺射工藝通過靶材來提供鍍膜的金屬材料。利用其重力作用。使靶材產(chǎn)生的金屬晶粒掉落至硅片表面、從而形成金屬薄膜。7 刻蝕工藝,刻蝕工藝用于將形成在硅片表面的薄膜、被全部或依照特定圖形部分地去除至必要的厚度。一般可以分為濕法刻蝕和干法刻蝕、濕法刻蝕利用液體酸液或溶劑,將不要的薄膜去除、干法刻蝕利用帶電粒子以及具有高度活性化學(xué)的中性原子和自由基的等離子體,將不要的薄膜去除 8、光刻工藝。光刻工藝是掩膜板上的圖形在感光材料光刻膠上成像的過程,流程一般分為氣相成底膜.旋轉(zhuǎn)涂膠。軟烘。對準和曝光 曝光后烘焙 顯影。堅膜烘焙等，曝光設(shè)備一般又可依波長之不同分為365nm的I line,248nm的KrF深紫外線曝光設(shè)備,以及193nm的ArF深紫外線曝光設(shè)備和浸潤式曝光設(shè)備 工藝相關(guān)設(shè)備需放置在黃光的區(qū)域，該區(qū)域需要有獨立的回風(fēng) 對潔凈度亦有較高的需求,并裝置去離子器、對溫度、濕度.抗微振性能有最高的要求,9?；瘜W(xué)機械研磨工藝 化學(xué)機械研磨工藝是把芯片放在旋轉(zhuǎn)的研磨墊上。施加一定的壓力，用化學(xué)研磨液進行研磨的平坦化過程 以完成多層布線所需的平坦度要求、通常應(yīng)用在8英寸及以上的芯片加工工藝中。10。檢測，透過微分析技術(shù)對材料以及工藝品質(zhì)做鑒定和改善，可概分為在線檢測及離線檢測、11、硅片驗收測試、硅片驗收測試是在工藝流程結(jié)束后對芯片做電性測量 用來檢驗各段工藝流程是否符合標準 12.中測。中測的目的是將硅片中不良的芯片挑選出來。通常包含電壓.電流,時序和功能的驗證.所用到的設(shè)備有測試機,探針卡 探針臺以及測試機與探針卡之間的接口等、3。3、3,在芯片制造過程中，為了降低生產(chǎn)工序中發(fā)生的成本，必須設(shè)計出最合理的設(shè)備布局來縮短搬運的距離和時間、提高設(shè)備的利用率，一般會根據(jù)由工藝技術(shù)確定工藝流程 通過對工藝流程的步驟分析，計算芯片在生產(chǎn)過程中傳送各功能區(qū)域的頻次、如圖1范例工藝流程與芯片傳送頻次參數(shù)，通過分析頻次的數(shù)量。為了減少硅片傳送距離 傳送頻次較高的區(qū)域建議相鄰放置,如光刻區(qū)要靠近刻蝕區(qū)?？涛g區(qū)要靠近去膠清洗區(qū)等.圖1、工藝流程與芯片傳送頻次參數(shù).前段工藝、FEOL 包括硅片下線。淺溝道隔離與有源區(qū)的形成。阱區(qū)離子注入。柵極形成 源漏極形成，硅化物形成。后段工藝、BEOL，包括器件與金屬層間介電層形成。接觸孔形成.多層金屬層連接，金屬層間介電層形成,鋁壓點保護層形成,硅片驗收測試等，進入后段工藝的硅片應(yīng)避免與前段工藝混用設(shè)備。以免金屬離子等污染前段工藝中的硅片,造成電氣性能異常.3 3 4、3 3 5。集成電路芯片生產(chǎn)的布局如圖2所示的演進趨勢,圖2，集成電路芯片產(chǎn)生的布局演進趨勢.對于4英寸、6英寸芯片生產(chǎn)。由于通常采用片盒開敞式生產(chǎn),操作區(qū)空氣中的塵埃會直接影響硅片電路的電氣性能,因此對于操作區(qū)的凈化要求較高。為了節(jié)省運行費用,保證凈化要求。通常采用壁板將操作區(qū)和低潔凈度要求的設(shè)備區(qū)分開 隨著芯片加工尺寸向8英寸及12英寸發(fā)展.對于線寬的要求也越來越高 大面積高潔凈度凈化區(qū)的造價和運行成本越發(fā)昂貴.因此采用標準機械接口加微環(huán)境的生產(chǎn)方式成為8英寸及12英寸芯片生產(chǎn)方式的主流,在這種方式中 硅片放置在密閉的片盒中,在運輸和加工過程中不會受到外界環(huán)境的污染 因此操作區(qū)可以采用較低的凈化等級,同時8英寸及12英寸的生產(chǎn)輔助設(shè)備通?？梢苑胖迷谏a(chǎn)區(qū)的下技術(shù)夾層中、以減少在生產(chǎn)區(qū)占用的面積、可以提高凈化區(qū)的面積利用率。擴大單位面積的產(chǎn)能，因此在生產(chǎn)區(qū)中就沒有采用隔墻將操作區(qū)和設(shè)備區(qū)隔開。同時可以提高設(shè)備布置的靈活性，3、3。9 由于硅集成電路生產(chǎn)對環(huán)境要求很高 參觀人員進入生產(chǎn)區(qū)參觀會對環(huán)境及生產(chǎn)產(chǎn)生不利的影響.同時進入潔凈區(qū)換鞋,更衣等步驟耗時較多 因此通常會在潔凈生產(chǎn)區(qū)外設(shè)置參觀走道。參觀走道通常布置在廠房的一側(cè)或環(huán)形布置 3。3.10 對于早期的8英寸芯片工廠來說，大部分硅片傳送.存儲和分發(fā)是通過人工操作完成的，目前多數(shù)8英寸和12英寸芯片工廠設(shè)有自動物料處理系統(tǒng),AMHS。其優(yōu)點在于有效利用潔凈室空間，有效地管理生產(chǎn)中的芯片、有效地降低操作人員的負擔(dān)。近而減少在傳送硅片時的失誤、在一些12英寸生產(chǎn)工廠，運輸系統(tǒng)可延伸到不同的生產(chǎn)區(qū)域.借助吊掛傳輸系統(tǒng)，OHT,將芯片直接傳遞到設(shè)備端、今后自動物料處理系統(tǒng)中還要在提高生產(chǎn)速度、縮短生產(chǎn)周期和快速適應(yīng)芯片制造環(huán)境變化等方面進行持續(xù)改善 在首次投片到成熟生產(chǎn)期間快速發(fā)展起來,同時適應(yīng)和滿足芯片工廠的各種需求.在計算自動物料處理系統(tǒng)時、應(yīng)考慮生產(chǎn)周期,生產(chǎn)線成品率，研發(fā)和生產(chǎn)工藝驗證投片需求，機械手臂的處理能力等因素來決定儲位數(shù)量和載送距離，