封装工艺完成后，封装好的芯片会经过一系列的物理、环境和电性测试，总称为最终测试（final test），最终测试后得出第三个主要良品率。 6、整体工艺良品率：
整体工艺良品率是三个主要良品率的乘积，给出了出货芯片数相对最初投入晶圆上完整芯片数的百分比，它是对整个工艺流程成功率的综合评测。由特定电路的集成度、生产工艺的成熟程度（三个良品率）等决定。总体而言晶圆电测良品率是其中最低的一个环节，也是有更大提升空间的环节。
第七章 氧化
1、二氧化硅层的用途：
a.表面钝化：保护器件的表面及内部、禁锢污染物在二氧化硅膜中；
b.掺杂阻挡层：掺杂物在二氧化硅的运行速度低于硅中的运行速度、二氧化硅的膨胀系数与硅接近； c.表面绝缘体：氧化层必须足够厚，以免产生感应现象，称为场氧化物；
d.器件绝缘体：热生成的氧化层可以用来做硅表面和导电表面之间形成的电容所需的介电质； e.器件氧化物的厚度与用途： 60—100埃 隧道栅极,
150—500埃 栅极氧化、电容绝缘层 200—500埃 LOCOS氧化
2000—5000埃 掩膜氧化、表面钝化 3000—10000埃 场氧化 `
2、热氧化机制：阶梯式升温方法，900-1000℃之间
a.生长氧化层会经历两个阶段：线性阶段（<1000埃）和抛物线阶段;
受限反应（transport limited reaction）、受限扩散反应（diffusion limited reaction）； b.一个加速氧化方法是用水蒸气（H2O）来代替氧气做氧化剂，氢氧基离子扩散穿过晶圆上的氧化层的能力比氧气快；
蒸气氧化（steam oxidation）、湿氧化（wet oxidation）、高温蒸气氧化（pyrogenic steam）； c.氧化率的影响因素：
晶格方向（<111>比<100>快）、晶圆掺杂物的再分配（N型堆积、P型消耗）、氧化杂质、多晶硅氧化、不均与的氧化率及氧化步骤)
3、热氧化方法：热氧化反应（thermal oxidation）-常压、高压、阳极氧化
4、水平炉管反应炉（diffusion furnaces or tube furnace）：反应室、温度控制系统、反应炉、气体柜、晶圆清洗站、装片站、工艺自动化；
a.反应室：高纯度石英（大于1200℃时易破碎称为钝化devitrification）或氮化硅材料； b.温度控制系统：自动温度分布曲线控制系统（autoprofiling）、逐渐加温（ramping）、待机状态（idle）； c.反应炉结构：一般有3-4个炉管，可用于同一种工艺或被设计成不同的操作；
d.气体柜（source cabinet）：气体控制面板（gas control panel）、气体流量控制器（gas flow controller）、物流控制器（mass flow meter）、丛林（jungle）、氧化源（干氧、水蒸气源、气泡发生器、干氧化、加氯氧化）
e.晶圆清洗站：自动清洗机（VLF湿槽）+漂洗机+干燥机
f.装片站：自动晶圆装载（石英舟、象鼻管elephant、桨paddle）、手动装载晶圆8 d8 v\g.氧化工艺的自动化：时间、温度、反应气体顺序及推进，推出速率等编入程序形成配方recipe 5、垂直炉管反应炉：层流状态（laminar gas flow）
6、快速升温反应炉：通常反应炉每分钟升温几度，快速升温炉可以每分钟十几度；
7、快速加热工艺（RTP）：RTP工艺是基于热辐射原理，其应用减少了工艺所需的热预算（thermal budget），
用于氧化的RTP系统也叫做快速热氧化（Rapid Thermal Oxidation，RTO）系统。其他应用RTP技术的工艺包括：湿氧化、局部氧化、离子注入后的源极/漏极的活化、LPCVD多晶硅、无定形硅、钨、硅化物、LPCVD氮化和LPCVD氧化。
8、高压氧化：采用高压后一种解决方案是降低反应温度，每增加一个大气压温度可以降30℃；另一种方案是用高压系统来维持正常的反应速度，减少氧化时间。 a.可以解决在局部氧化中（LOCOS）产生的“鸟嘴”问题；
b.氧化前晶圆的清洗：机械清洗—RCA湿洗—氢氟酸（HF）或稀释的氢氟酸清洗；
9、氧化工艺：实际的氧化是在炉管反应炉中，在不同的气体循环中进行的（氮气-氧气-氮气循环） a.气源：氧气、氧气中的氯气（Cl2）、氯化氢（HCl）、三氯乙烯（TCE）或氯仿（TCA）; b.后氧化评估：一些评估由操作员在线实行、另一些评估由质量控制实验室离线实施； c.表面检测：高亮度紫外线下对每片晶圆进行检测；
d.氧化厚度：检测技术包括颜色比较、边缘记数、干涉、椭偏仪、刻纹针振幅仪和电子扫描显微镜； e.氧化和炉管清洗：颗粒、污点及移动离子污染最小化；绝缘材料的强度；氧化层的折射率； 10、阳极氧化：硅晶圆连在正极（阳极）上，同时槽连在负极（阴极）上，两种均沉浸在KNO3溶液里。阳极氧化的基本应用是在晶圆表面形成参杂浓度的曲线；
11、热氮化：氮化硅膜（Si3N4），硅表面暴露在氨气（NH3）中而生成氮化硅。某些高级器件中也使用氧氮化硅膜。
第八章 基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光
1、光刻工艺是一种用来去掉晶圆表面层上所规定的特定区域的基本操作（Photolithography、Photo masking、Masking、Oxide、Metal Removal-OR,MR、Microlithography）2 A' F/ I$ i- c
分辨率-resolution 特征图形尺寸-feature size 图像尺寸-image size 定位图形-Alignment or Registration 聚合-polymerization 抗刻蚀的-etch resistant or Resist or Photoresist 亮场掩膜版-clear field mask 光溶解-photosolubilization；
负胶+亮场或正胶+暗场形成空穴； 负胶+暗场或正胶+亮场形成凸起；: V5 B9 O& v* h 2、光刻十步法：
表面准备—涂光刻胶—软烘焙—对准和曝光—显影—硬烘焙—显影目测—刻蚀—光刻胶去除—最终目检； 3、基本的光刻胶化学物理属性：8 T. Z. G; b( L, T+ D$ r7 e a、组成：聚合物+溶剂+感光剂+添加剂3 B1 _$ n' n$ t( U\
普通应用的光刻胶被设计成与紫外线和激光反应，它们称为光学光刻胶（optical resist），还有其它光刻胶可以与X射线或者电子束反应；# _1 d1 Z/ y6 v6 J/ F\
负胶：聚合物曝光后会由非聚合态变为聚合状态，形成一种互相粘结的物质，是抗刻蚀的，大多数负胶里面的聚合物是聚异戊二烯类型的，早期是基于橡胶型的聚合物；' P' c2 G) O$ ?) i+ [. t V% f 正胶：其基本聚合物是苯酚-甲醛聚合物，也称为苯酚-甲醛Novolak树脂，聚合物是相对不可溶的，在用适当的光能量曝光后，光刻胶转变成可溶状态；
化学放大光刻胶-chemically amplified resist 负胶光敏剂-Bis-aryldiazide 正胶光敏剂-O-naphthaquinonediazide b、光刻胶的表现要素：
分辨率：resolution capability、纵横比-aspect ratio（光刻胶厚度与图形打开尺寸的比值、正胶一般比负胶有更高的纵横比）；
粘结能力：负胶的粘结能力通常比正胶强一些；
曝光速度、灵敏性和曝光源：反应速度越快，在光刻蚀区域晶圆的加工速度越快；灵敏性是与导致聚合或者光溶解发生所需要的能量总和相关的；波长越短的射线能量越高；) y8 `2 N* D% a! v1 F* T8 E7 E
工艺宽容度：工艺维度越宽，在晶圆表面达到所需要尺寸的可能性就越大；2 \\& l/ w1 U4 X8 B9 ` 针孔：针孔是光刻胶层尺寸非常小的空穴，光刻胶层越薄，针孔越多，典型的权衡之一；微粒和污染水平、阶梯覆盖度和热流程；
c、正胶和负胶的比较：- ~2 }; u, m' \\
直到20世纪70年代中期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，到20世纪80年代，正胶逐渐被接受。两者相比优缺点如下：正胶的纵横比更高、负胶的粘结力更强曝光速度更快、正胶的针孔数量更好阶梯覆盖度更好，但成本更高、正胶使用水溶性溶剂显影而负胶使用有机溶剂显影； d、光刻胶的物理属性：5 a: B/ \\5 @0 r
固体含量：solid content 一般在20%-40%；: i8 F1 f6 v* `/ T( C: d
粘度：测试方法有落球粘度计量器、Ostwalk-Cannon-Fenske方法、转动风向标法、粘度单位是厘泊（centipoise），另一种单位称为kinematic粘度，它是centistoke，由 粘度（厘泊）除以光刻胶密度而得到，默认温度为25度；$ E' K' c Z5 Z( B. A 表面张力；
折射系数：index of refraction，对于光刻胶其折射率和玻璃接近约为1.45； 储存与控制： 光热敏感度、粘性敏感度、清洁度??' e% l# \\- U* ~ ~& m' T0 y 4、光刻工艺剖析： a、表面准备：
微粒清除：高压氮气吹除、化学湿法清洗、旋转刷刷洗、高压水流；0 W. [- R: j# B3 v$ V2 i9 r# _ 脱水烘焙：低温烘焙（150~200℃），憎水性-hydrophobic 亲水性-hydrophilic+ }\晶圆涂底胶：HMDS（六甲基乙硅烷） 沉浸式涂底胶、旋转式涂底胶、蒸气式涂底胶；: o! j& [3 `3 `4 M; b、涂光刻胶：
普通的光刻胶涂胶方法有三种：刷法、滚转方法和浸泡法，IC封装用光刻胶的涂布方法如下：$ X( {5 w& `.静态涂胶工艺、动态喷洒、移动手臂喷洒、手动旋转器、自动旋转器、背面涂胶；2 O, o/ Z) c6 a! H4 C c、软烘焙:
热传递的三种方式：传导、对流和辐射；
常用的软烘焙加热方式如下：对流烘箱、手工热板、内置式单片晶圆加热板、移动带式热板、 移动带式红外烘箱、微波烘焙、真空烘焙、+ `1 I! m* I/ \\ d、对准和曝光（A&E）:
对准系统的性能表现：对准系统包含两个主要子系统、一个是要把图形在晶圆表面上准备定位，另一个是曝光子系统，包括一个曝光光源和一个将辐射光线导向晶圆表面上的机械装置；
对准与曝光系统：光学（接触式、接近式、投影式、步进式），非光学（X射线、电子束）； 曝光光源：高压汞灯、准分子激光器、X射线及电子束；* p& |+ B$ V$ T( w
对准法则：第一个掩膜版的对准是把掩膜版上的Y轴与晶圆上的平边成90°放置，接下来的掩膜都用对准标记（又称靶）与上一层带有图形的掩膜对准。对准误差称为未对准（misalignment）；+ h Q! H2 ^6 @ 光刻机的分类：接触式光刻机、接近式光刻机、扫描投影光刻机、步进式光刻机、分布扫描光刻机、X射线光刻机、电子束光刻机、混合和匹配光刻机；
曝光后烘焙（PEB）：驻波是使用光学曝光和正性光刻胶时出现的问题，一种减少驻波效应的方法是在曝光后烘焙晶圆，PEB的时间和温度的规格是烘焙方法、曝光条件以及光刻胶化学所决定的。
第九章 基本光刻工艺流程—从曝光到最终检验
1、显影：通过对未聚合光刻胶的化学分解来使图案显影，显影技术被设计成使之把完全一样的掩膜版图案复制到光刻胶上。
a.负光刻胶显影：二甲苯或stoddart溶剂显影，n-丁基醋酸盐冲洗；
b.正光刻胶显影：碱（氢氧化钠或氢氧化钾）+水溶液、或叠氮化四甲基铵氢氧化物的溶液（TMAH）; c.湿法显影：
沉浸-增加附属方法提高显影工艺，机械搅动、超声波或磁声波等；0 b; b\喷射-对负胶而言是标准工艺，对温度敏感的正胶却不是很有效，隔热冷却（adiabatic cooling）； 混凝-是用以获得正胶喷射显影工艺优点的一种工艺变化；0 A\等离子去除浮渣-不完全显影造成的一个特俗困难叫做浮渣（scumming），用氧等离子去除； d.干法（或等离子）显影：干法光刻胶显影要求光刻胶化学物的曝光或未曝光的部分二者之一易于被氧等离子体去除，换言之图案的部分从晶圆表面上氧化掉，一种DESIRE的干法显影工艺会使用甲基硅烷和氧等离子体
2、硬烘焙：与软烘焙一样通过溶液的蒸发来固化光刻胶，常见工艺流程如下:
显影—检验—硬烘焙—刻蚀；显影/烘焙—检验—刻蚀；显影/烘焙—检验—重新烘焙—刻蚀； 硬烘焙温度的上限是以光刻胶流动点而定，高温烘焙会产生边缘线等不良现象； 3、显影检验（develop inspect DI）：目的是区分那些有很低可能性通过最终掩膜检验的晶圆、提供工艺性能和工艺控制数据、以及分拣出需要重做的晶圆；
a.晶圆被返回掩膜工艺称为重新工艺处理（rework或redo）<10% 5%比较理想 b.检验方法：人工检验（1倍检验）、显微镜检验（随机抽样random sampling）、关键尺寸（Critical Dimension，CD）、自动检验
c.显影检验拒收的原因：检验遵循“首先-不足”（first-fail basis）原理
碎晶圆、划伤、污染、小孔、MA、桥接、不完全显影、光刻胶翘起、曝光不足、无光刻胶、光刻胶流动、不正确的掩膜版、CD……
4、刻蚀：主要有湿法和干法刻蚀，两种方法的主要目标是将光刻掩膜版上的图案精确地转移到晶圆的表面，其他刻蚀工艺的目标包括一致性、边缘轮廓控制、选择性、洁净度和所有权成本最低化；
a.湿法刻蚀：历史上的刻蚀方法一直是使用液体刻蚀剂沉浸的技术，对于晶圆被刻蚀剂污染的担忧由增加出口过滤器（point-of-use filter）来解决；不安完全刻蚀、过刻蚀（overetch）、各向异性刻蚀（anisotropic）、各向同性刻蚀（isotropic）、底切（undercutting）、选择性（selectivity）
■硅湿法刻蚀：硝酸加氢氟酸的混合水溶液，醋酸等可用来控制放热反应；7 K. F4 r; F5 Y) A ■二氧化硅湿法刻蚀：基本的刻蚀剂是氢氟酸(HF)，实际中用49%的氢氟酸与水或氟化胺与水混合。氟化胺[NH
■铝膜湿法刻蚀：对于铝和铝合金有选择性的刻蚀溶液是基于磷酸的（含有磷酸、硝酸、醋酸、水和湿化代理物16：1：1：2），可有效消除雪球（snow ball）等气泡现象； ■淀积氧化物湿法刻蚀：（铝膜上的二氧化硅钝化膜），一般用BOE溶液刻蚀，但容易造成Brown或stain，受青睐的刻蚀剂是氟化胺和醋酸1：2的混合水溶液；
■氮化硅湿法刻蚀：180℃热磷酸溶液，一般光刻胶承受不了此温度和刻蚀速率，改用干法； ■湿法喷射刻蚀：其主要优点是喷射的机械压力而增加了精确度、减小污染、可控性更强、工艺一致性更好，缺点在于成本以及压力系统中有毒刻蚀剂的安全性和对机器老化性的考验；
■蒸气刻蚀：用HF蒸气在密封的系统中进行（一种新的技术）； ■小尺寸湿法刻蚀的局限：
湿法刻蚀局限于3微米以上的图案尺寸； 湿法刻蚀为各向同性刻蚀导致边侧形成斜坡；
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