《集成电路制造工艺与工程应用》第四章课件.pptx

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1、工艺制程整合,亚微米工艺制程整合（双阱+LOCOS+Polycide+Al）深亚微米工艺制程整合（双阱+STI+Salicide+Al）纳米工艺制程整合（双阱+STI+Salicide+Cu）,亚微米工艺制程整合前段工艺,衬底制备双阱工艺有源区工艺LOCOS隔离工艺阈值电压离子注入工艺栅氧化层工艺多晶硅栅工艺轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺侧墙工艺源漏离子注入工艺,衬底选材。选用P型晶圆材料裸片做为衬底，电阻率为812ohm/cm，晶向为。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。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。

2、晶圆刻号。用激光在晶圆底部凹口附近刻出晶圆的编码。清洗。清除激光刻号时留在晶圆表面的尘埃和颗粒。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。第零层刻蚀处理。去光刻胶。去除初始氧化层。,衬底制备,清洗。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。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。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。检查显影后曝光的图形。PW离子注入。去光刻胶。利用干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。,双阱工艺,N

3、W光刻处理。量测NW套刻，收集曝光之后的NW与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。NW离子注入。去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。清洗。NW和PW阱推进和退火。,双阱工艺,去除隔离氧化层。清洗。生长前置氧化层。淀积Si3N4层。淀积SiON层。AA光刻处理。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。量测AA套刻，收集曝光之后的AA与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,有源区工艺,AA干法刻蚀。去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。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。检查

4、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。去除氧化层。,有源区工艺,清洗。生长LOCOS场氧。湿法刻蚀去除Si3N4。湿法刻蚀去除前置氧化层。,LOCOS隔离工艺,清洗。生长牺牲层氧化硅。PMOS阈值电压调节（VTP）离子注入光刻处理。量测VTP套刻，收集曝光之后的VTP与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。VTP离子注入。去光刻胶。,阈值电压离子注入工艺,NMOS阈值电压调节（VTN）离子注入光刻处理。量测VTN套刻，收集曝光之后的VTN与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。VTN离子注入。去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。清洗。VTN和VTP退火激活。湿法刻

5、蚀去除牺牲层氧化硅。,阈值电压离子注入工艺,清洗。生长厚栅氧化层。厚栅氧光刻处理。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。检查显影后曝光的图形。湿法刻蚀去除低压器件区域氧化层。,栅氧化层工艺,去光刻胶。清洗。生长薄栅氧化层。,栅氧化层工艺,淀积多晶硅栅。淀积WSi2（硅化钨）。清洗。栅极光刻处理。量测栅极光刻关键尺寸。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。检查显影后曝光的图形。,多晶硅栅工艺,栅极刻蚀。去除光刻胶。,多晶硅栅工艺,清洗。衬底和多晶硅氧化。PLDD光刻处理。量测PLDD光刻套刻，收集曝光之后的PLDD光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的

6、图形。PLDD离子注入。,轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺,去除光刻胶。NLDD光刻处理。量测NLDD光刻套刻，收集曝光之后的NLDD光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。NLDD离子注入。,轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺,去除光刻胶。清洗。LDD退火激活。,轻掺杂漏（LDD）离子注入工艺,淀积氧化硅侧墙结构。侧墙刻蚀。,侧墙工艺,清洗。衬底氧化。N+光刻处理。量测N+光刻套刻，收集曝光之后的N+光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。N+离子注入。去除光刻胶。P+光刻处理。,源漏离子注入工艺,量测P+光刻套刻，收集曝光之后的P+光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。P+离子注入

7、。去除光刻胶。清洗。N+和P+退火激活。去除隔离氧化层。,源漏离子注入工艺,亚微米工艺制程整合后段工艺,ILD工艺接触孔工艺金属层1工艺IMD1和通孔1工艺金属电容（MIM）工艺金属层2工艺IMD2和通孔2工艺顶层金属层工艺钝化层工艺,淀积SiON。淀积USG。淀积BPSG。BPSG回流。酸槽清洗去除硼和磷离子。淀积USG。ILD CMP。量测ILD厚度。淀积USG。淀积SiON。,ILD工艺,CT光刻处理。量测CT 光刻的关键尺寸。量测CT光刻套刻，收集曝光之后的CT光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。CT干法刻蚀。,接触孔工艺,去除光刻胶。清洗。量测CT刻蚀关键尺寸。Ar刻蚀。淀积

8、Ti/TiN层。退火。淀积钨层。钨CMP。清洗。,接触孔工艺,Ar刻蚀。淀积Ti/TiN层。淀积AlCu金属层。淀积TiN层。M1光刻处理。量测M1光刻的关键尺寸。量测M1的套刻，收集曝光之后的M1光刻与CT的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,金属层1工艺,M1干法刻蚀。去除光刻胶。量测M1刻蚀的关键尺寸。,金属层1工艺,淀积SiO2。淀积USG。IMD1 平坦化。清洗。量测IMD1厚度。淀积USG。淀积SiON。,IMD1工艺,VIA1光刻处理。量测VIA1光刻的关键尺寸。量测VIA1光刻套刻，收集曝光之后的VIA1光刻与M1的套刻数据。检查显影后曝光的图形。VIA1刻蚀。,通孔1工艺,去除

9、光刻胶。量测VIA1刻蚀关键尺寸。Ar刻蚀。淀积Ti/TiN层。退火。淀积钨层。钨CMP。清洗。,通孔1工艺,Ar刻蚀。淀积Ti/TiN层。淀积AlCu金属层。淀积TiN层。淀积MIM介电层SiO2。淀积AlCu金属层。淀积TiN层。,金属电容（MIM）工艺,MIM光刻处理。量测MIM关键尺寸.量测MIM的套刻，收集曝光之后的MIM光刻与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。MIM干法刻蚀。,金属电容（MIM）工艺,MIM干法刻蚀。去除光刻胶。量测MIM刻蚀的关键尺寸。,金属电容（MIM）工艺,M2光刻处理。量测M2光刻的关键尺寸。量测M2的套刻，收集曝光之后的M2光刻与VIA1的套刻数据。

10、检查显影后曝光的图形。M2干法刻蚀。,金属2工艺,去除光刻胶。量测M2刻蚀关键尺寸。淀积SiO2。,金属2工艺,淀积USG。IMD2 平坦化。量测IMD2厚度。清洗。淀积USG。淀积SiON。,IMD2工艺,VIA2光刻处理。量测VIA2光刻的关键尺寸。量测VIA2光刻套刻，收集曝光之后的VIA2光刻与M2的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,通孔2工艺,VIA2刻蚀。去除光刻胶。量测VIA2刻蚀关键尺寸。Ar清洁。淀积Ti/TiN层。淀积钨层。,通孔2工艺,钨CMP。清洗。,通孔2工艺,Ar清洁。淀积Ti/TiN层。淀积AlCu金属层。淀积TiN层。TM光刻处理。,顶层金属工艺,显影。量测TM

11、光刻的关键尺寸。量测TM的套刻，收集曝光之后的TM光刻与VIA2的套刻数据。检查显影后曝光的图形。TM干法刻蚀。去除光刻胶。,顶层金属工艺,量测TM刻蚀关键尺寸。淀积SiO2。,顶层金属工艺,淀积PSG。淀积Si3N4。PAD窗口光刻处理。,钝化层工艺,量测钝化层窗口的套刻，收集曝光之后的钝化层窗口光刻与TM的套刻数据。检查显影后曝光的图形。钝化层窗口刻蚀。去除光刻胶。退火和合金化。WAT测试。出厂检查。,钝化层工艺,衬底制备有源区工艺STI隔离工艺双阱工艺栅氧化层工艺多晶硅栅工艺LDD离子注入工艺侧墙工艺源漏离子注入工艺HRP工艺Salicide工艺,深亚微米工艺制程整合前段工艺,衬底制备。

12、选用P型晶圆材料裸片做为衬底，电阻率为812ohm/cm，晶向为。清洗。生长前置氧化层。淀积Si3N4层。淀积SiON层。AA光刻处理。测量AA光刻的关键尺寸。测量AA套刻，收集曝光之后的AA与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,衬底制备和有源区工艺,AA硬掩膜版刻蚀。去光刻胶。AA干法刻蚀。测量AA刻蚀关键尺寸。检查刻蚀后的图形。,有源区工艺,清洗。STI热氧化。淀积厚的SiO2层。RTA快速热退火。AR光刻处理。测量AR套刻，收集曝光之后的AR与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。AR刻蚀。,STI隔离工艺,去光刻胶。STI CMP。清洗。湿法刻蚀去除Si3N4。湿法刻蚀去除前置

13、氧化层。,STI隔离工艺,清洗。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。NW光刻处理。测量NW套刻，收集曝光之后的NW与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。NW离子注入。去光刻胶。利用干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。,双阱工艺,PW光刻处理。量测PW套刻，收集曝光之后的PW与第零层的套刻数据。检查显影后曝光的图形。PW离子注入。去光刻胶。通过干法刻蚀和湿法刻蚀去除光刻胶。清洗。NW和PW阱离子注入退火。湿法刻蚀去除牺牲层氧化硅。,双阱工艺,清洗。生长厚栅氧化层。厚栅氧光刻处理。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。检查显影后曝光的图形。湿法

14、刻蚀去除低压器件区域氧化层。去光刻胶。清洗。生长薄栅氧化层。,栅氧化层工艺,淀积多晶硅栅。淀积SiON。栅极光刻处理。量测栅极光刻关键尺寸。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。检查显影后曝光的图形。栅刻蚀。,多晶硅栅工艺,去除光刻胶。去除SiON。,多晶硅栅工艺,清洗。衬底和多晶硅氧化。NLDD光刻处理。测量NLDD光刻套刻，收集曝光之后的NLDD光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。NLDD离子注入。去除光刻胶。,LDD离子注入工艺,去除光刻胶。PLDD光刻处理。量测PLDD光刻套刻，收集曝光之后的PLDD光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。PLDD离子注

15、入。去除光刻胶。,LDD离子注入工艺,NLDD1光刻处理。测量NLDD1光刻套刻，收集曝光之后的NLDD1光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。NLDD1离子注入。去除光刻胶。,LDD离子注入工艺,PLDD1光刻处理。量测PLDD1光刻套刻，收集曝光之后的PLDD1光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。PLDD1离子注入。去除光刻胶。清洗。LDD退火激活。,LDD离子注入工艺,淀积ONO介质层。侧墙刻蚀。,侧墙工艺,清洗。衬底氧化。N+光刻处理。量测N+光刻套刻，收集曝光之后的N+光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。N+离子注入。去除光刻胶。N+退火激活。P+光刻处理。,源

16、漏离子注入工艺,量测P+光刻套刻，收集曝光之后的P+光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。P+离子注入。去除光刻胶。清洗。P+退火激活。,源漏离子注入工艺,HRP光刻处理。测量HRP光刻套刻。收集曝光之后的HRP光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。HRP离子注入。去除光刻胶。湿法刻蚀去除表面氧化硅。湿法刻蚀去除表面氧化硅。,HRP工艺,淀积SAB。SAB光刻处理。测量SAB光刻套刻，收集曝光之后的SAB光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。SAB刻蚀处理。,Salicide工艺,去除光刻胶。清洗自然氧化层。淀积Co和TiN。第一步Salicide RTA1。Co和TiN 选

17、择性刻蚀。第二步Salicide RTA2。淀积SiON。,Salicide工艺,深亚微米后端工艺与亚微米后端工艺非常类似，都是采用W作为通孔接触材料，Al作为金属互连线材料。,深亚微米工艺制程整合后段工艺,纳米工艺制程整合后段工艺,ILD工艺接触孔工艺IMD1工艺金属层1工艺IMD2工艺通孔1和金属层2工艺IMD3工艺通孔2和金属层3工艺IMD4工艺顶层金属AL工艺钝化层工艺,纳米米前端工艺与深亚微米前端工艺非常类似。淀积SiON。淀积USG。淀积BPSG。BPSG回流。酸槽清洗去除硼和磷离子。淀积USG。ILD CMP。测量ILD厚度。淀积USG。淀积SiON。,ILD工艺,CT光刻处理。

18、量测CT 光刻的关键尺寸。量测CT光刻套刻，收集曝光之后的CT光刻与AA的套刻数据。检查显影后曝光的图形。CT干法刻蚀。去除光刻胶。,接触孔工艺,清洗。量测CT刻蚀关键尺寸。Ar刻蚀。淀积Ti/TiN层。退火。淀积钨层。钨CMP。清洗。,接触孔工艺,淀积SiCN刻蚀停止层。淀积SiCOH层。淀积USG。淀积TiN硬掩膜版层。,IMD1工艺,M1光刻处理。量测M1光刻的关键尺寸。量测M1的套刻，收集曝光之后的M1光刻与CT的套刻数据。检查显影后曝光的图形。M1硬掩膜干法刻蚀。,金属层1工艺,去除光刻胶。测量M1的关键尺寸。M1干法刻蚀。去除ESL SiCN层。淀积Ta/TaN。淀积Cu薄籽晶层。

19、电镀淀积铜。Cu CMP。清洗。,金属层1工艺,淀积SiCN刻蚀停止层。淀积IMD2a SiCOH层。淀积SiCN刻蚀停止层。淀积IMD2b SiCOH层。淀积USG。淀积TiN硬掩膜版层。,IMD2工艺,M2光刻处理。测量M2光刻的关键尺寸测量M2套刻数据。收集曝光之后的M2光刻图形与M1对准图形的套刻数据。检查显影后曝光的图形。M2硬掩膜干法刻蚀。去除光刻胶。,通孔1和金属层2工艺,VIA1光刻处理。测量VIA1光刻的关键尺寸测量VIA1套刻数据。收集曝光之后的VIA1光刻图形与M1对准图形的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,通孔1和金属层2工艺,VIA1干法刻蚀。去除ESL SiCN层。

20、去除光刻胶。M2干法刻蚀。去除ESL SiCN层。淀积Ta/TaN。淀积Cu薄籽晶层。,通孔1和金属层2工艺,电镀淀积铜。Cu CMP。清洗。,通孔1和金属层2工艺,淀积SiCN刻蚀停止层。淀积IMD3a SiCOH层。淀积SiCN刻蚀停止层。淀积IMD3b SiCOH层。淀积USG。淀积TiN硬掩膜版层。,IMD3工艺,M3光刻处理。测量M3光刻的关键尺寸测量M3套刻数据。收集曝光之后的M3光刻图形与M2对准图形的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,通孔2和金属层3工艺,M3硬掩膜干法刻蚀。去除光刻胶。VIA2光刻处理。测量VIA2光刻的关键尺寸测量VIA2套刻数据。收集曝光之后的VIA2光刻

21、图形与M2对准图形的套刻数据。检查显影后曝光的图形。,通孔2和金属层3工艺,测量VIA2光刻的关键尺寸测量VIA2套刻数据。收集曝光之后的VIA2光刻图形与M2对准图形的套刻数据。检查显影后曝光的图形。VIA1干法刻蚀。去除ESL SiCN层。去除光刻胶。,通孔2和金属层3工艺,M3干法刻蚀。去除ESL SiCN层。淀积Ta/TaN。淀积Cu薄籽晶层。电镀淀积铜。,通孔2和金属层3工艺,Cu CMP。清洗。,通孔2和金属层3工艺,淀积SiCN刻蚀停止层。淀积USG。淀积SiON。,IMD4工艺,TMV光刻处理。量测TMV光刻的关键尺寸。量测TMV的套刻，收集曝光之后的TMV光刻与M3的套刻数据

22、。检查显影后曝光的图形。,顶层金属AL工艺,TMV干法刻蚀。去除ESL SiCN层。去除光刻胶。Ar清洁。,顶层金属AL工艺,淀积Ti/TiN层。淀积AlCu金属层。淀积TiN层。M顶层金属光刻处理。,顶层金属AL工艺,TM顶层金属光刻处理。量测TM光刻的关键尺寸。量测TM的套刻，收集曝光之后的TM光刻与TMV的套刻数据。检查显影后曝光的图形。TM干法刻蚀。去除光刻胶。,顶层金属AL工艺,量测TM刻蚀关键尺寸。淀积SiO2。,顶层金属AL工艺,淀积PSG。淀积Si3N4。钝化层窗口光刻处理。,钝化层工艺,量测钝化层窗口的套刻，收集曝光之后的钝化层窗口光刻与TM的套刻数据。检查显影后曝光的图形。钝化层窗口刻蚀。,钝化层工艺,去光刻胶。退火和合金化。WAT测试。出厂检查。,钝化层工艺,