半导体FAB厂 PIE 入门技术知识解读

简单说明SAB工艺的流层中要注意哪些?

1.

答：①SAB 光刻后（photo），刻蚀后(etch)的图案（特别是小块区域）。要确定有完整的包覆（block）住必需被包覆（block）的地方。

②remain oxide (残留氧化层的厚度)。

2.

何谓硅化物( salicide)?

答：Si 与 Ti 或 Co 形成 TiSix 或 CoSix, 一般来说是用来降低接触电阻值（Rs, Rc）。

3.

硅化物(salicide)的形成步骤主要可分为哪些?

答：①Co(或Ti)+TiN的沉积；

②第一次RTA（快速热处理）来形成Salicide。

③将未反应的Co(Ti)以化学酸去除。

④第二次RTA (用来形成Ti的晶相转化, 降低其阻值)。

4.

MOS器件的主要特性是什幺？

答：它主要是通过栅极电压（Vg）来控制源，漏极(S/D)之间电流，实现其开关特性。

5.

我们一般用哪些参数来评价device的特性？

答：主要有Idsat、Ioff、Vt、Vbk(breakdown)、Rs、Rc；一般要求Idsat、Vbk (breakdown)值尽量大， Ioff、Rc尽量小，Vt、Rs尽量接近设计值.

6.

什么是Idsat?Idsat 代表什么意义？

答：饱和电流。也就是在栅压(Vg)一定时，源/漏(Source/Drain)之间流动的最大电流.

7.

在工艺制作过程中哪些工艺可以影响到Idsat?

答：Poly CD(多晶硅尺寸)、Gate oxide Thk(栅氧化层厚度)、AA(有源区)宽度、Vt imp.条件、LDD imp.条件、N+/P+ imp. 条件。

8.

什么是Vt? Vt 代表什么意义？

答：阈值电压（Threshold Voltage），就是产生强反转所需的最小电压。当栅极电压Vg<Vt时, MOS处于关的状态，而Vg〉=Vt时，源/漏之间便产生导电沟道，MOS处于开的状态。

9.

在工艺制作过程中哪些工艺可以影响到Vt?

答：Poly CD、Gate oxide Thk. (栅氧化层厚度)、AA(有源区)宽度及Vt imp.条件。

10.

什幺是Ioff? Ioff小有什幺好处

答：关态电流，Vg=0时的源、漏级之间的电流，一般要求此电流值越小越好。Ioff越小, 表示栅极的控制能力愈好, 可以避免不必要的漏电流(省电)。

11.

什幺是 device breakdown voltage?

答：指崩溃电压（击穿电压），在 Vg=Vs=0时，Vd所能承受的最大电压，当Vd大于此电压时，源、漏之间形成导电沟道而不受栅压的影响。在器件越做越小的情况下，这种情形将会越来越严重。

12.

何谓ILD? IMD? 其目的为何？

答： ILD ：Inter Layer Dielectric, 是用来做device 与 第一层metal 的隔离（isolation），而IMD：Inter Metal Dielectric，是用来做metal 与 metal 的隔离（isolation）.要注意ILD及IMD在CMP后的厚度控制。

13.

一般介电层ILD的形成由那些层次组成？

答：① SiON层沉积(用来避免上层B,P渗入器件)；

② BPSG（掺有硼、磷的硅玻璃）层沉积；

③ PETEOS（等离子体增强正硅酸乙脂）层沉积；

最后再经ILD Oxide CMP(SiO2的化学机械研磨)来做平坦化。

14.

一般介电层IMD的形成由那些层次组成？

答：① SRO层沉积(用来避免上层的氟离子往下渗入器件)；

② HDP-FSG（掺有氟离子的硅玻璃）层沉积;

③ PE-FSG（等离子体增强,掺有氟离子的硅玻璃）层沉积；

使用FSG的目的是用来降低dielectric k值, 减低金属层间的寄生电容。

最后再经IMD Oxide CMP(SiO2的化学机械研磨)来做平坦化。

15.

简单说明Contact(CT)的形成步骤有那些?

答：Contact是指器件与金属线连接部分，分布在poly、AA上。

① Contact的Photo（光刻）；

② Contact的Etch及光刻胶去除(ash & PR strip)；

③ Glue layer（粘合层）的沉积；

④ CVD W（钨）的沉积

⑤ W-CMP 。

16.

Glue layer（粘合层）的沉积所处的位置、成分、薄膜沉积方法是什幺？

答：因为W较难附着在Salicide上,所以必须先沉积只Glue layer再沉积W

Glue layer是为了增强粘合性而加入的一层。主要在salicide与W(CT)、W(VIA)与metal之间, 其成分为Ti和TiN, 分别采用PVD 和CVD方式制作。

17.

为何各金属层之间的连接大多都是采用CVD的W-plug(钨插塞)?

答：① 因为W有较低的电阻；

② W有较佳的step coverage(阶梯覆盖能力)。

18.

一般金属层(metal layer)的形成工艺是采用哪种方式?大致可分为那些步骤?

答：① PVD (物理气相淀积) Metal film 沉积

② 光刻(Photo)及图形的形成；

③ Metal film etch 及plasma(等离子体)清洗（此步驺为连序工艺，在同一个机台内完成，其目的在避免金属腐蚀）

④ Solvent光刻胶去除。

19.

Top metal和inter metal的厚度，线宽有何不同?

答：Top metal通常要比inter metal厚得多，0.18um工艺中inter metal为4KA,而top metal要8KA.主要是因为top metal直接与外部电路相接，所承受负载较大。一般top metal 的线宽也比 inter metal宽些。

20.

在量测Contact /Via（是指metal与metal之间的连接）的接触窗开的好不好时, 我们是利用什幺电性参数来得知的?

答：通过Contact 或Via的 Rc值，Rc值越高，代表接触窗的电阻越大, 一般来说我们希望Rc 是越小越好的。

21.

什幺是Rc? Rc代表什幺意义？

答：接触窗电阻，具体指金属和半导体（contact）或金属和金属(via)，在相接触时在节处所形成的电阻，一般要求此电阻越小越好。

22.

影响Contact (CT) Rc的主要原因可能有哪些?

答：①ILD CMP 的厚度是否异常；

②CT 的CD大小；

③CT 的刻蚀过程是否正常；

④接触底材的质量或浓度（Salicide，non-salicide)；

⑤CT的glue layer（粘合层）形成；

⑥CT的W-plug。

23.

在量测Poly/metal导线的特性时, 是利用什幺电性参数得知?

答：可由电性量测所得的spacing & Rs 值来表现导线是否异常。

24.

什幺是spacing?如何量测?

答：在电性测量中，给一条线(poly or metal)加一定电压，测量与此线相邻但不相交的另外一线的电流，此电流越小越好。当电流偏大时代表导线间可能发生短路的现象。

25.

什幺是 Rs?

答：片电阻（单位面积、单位长度的电阻），用来量测导线的导电情况如何。一般可以量测的为 AA(N+,P+), poly & metal.

26.

影响Rs有那些工艺?

答：① 导线line（AA, poly & metal）的尺寸大小。(CD=critical dimension)

② 导线line（poly & metal）的厚度。

③ 导线line (AA, poly & metal) 的本身电导性。（在AA, poly line 时可能为注入离子的剂量有关）

27.

一般护层的结构是由哪三层组成?

答：① HDP Oxide(高浓度等离子体二氧化硅)

② SRO Oxide（Silicon rich oxygen富氧二氧化硅）

③ SiN Oxide

28.

护层的功能是什幺?

答：使用oxide或SiN层, 用来保护下层的线路，以避免与外界的水汽、空气相接触而造成电路损害。

29.

Alloy 的目的为何?

答：① Release 各层间的stress（应力），形成良好的层与层之间的接触面

② 降低层与层接触面之间的电阻。

30.

工艺流程结束后有一步骤为WAT，其目的为何?

答：WAT(wafer acceptance test), 是在工艺流程结束后对芯片做的电性测量，用来检验各段工艺流程是否符合标准。（前段所讲电学参数Idsat, Ioff, Vt, Vbk(breakdown), Rs, Rc就是在此步骤完成）

31.

WAT电性测试的主要项目有那些?

答：① 器件特性测试；

② Contact resistant (Rc)；

③ Sheet resistant (Rs)；

④ Break down test；

⑤ 电容测试；

⑥ Isolation (spacing test)。

32.

什么是WAT Watch系统? 它有什么功能?

答：Watch系统提供PIE工程师一个工具, 来针对不同WAT测试项目,设置不同的栏住产品及发出Warning警告标准, 能使PIE工程师早期发现工艺上的问题。

33.

什么是PCM SPEC?

答：PCM (Process control monitor) SPEC广义而言是指芯片制造过程中所有工艺量测项目的规格,狭义而言则是指WAT测试参数的规格。

34.

当WAT量测到异常是要如何处理?

答：① 查看WAT机台是否异常,若有则重测之

② 利用手动机台Double confirm

③ 检查产品是在工艺流程制作上是否有异常记录

④ 切片检查

35.

什么是EN? EN有何功能或用途?

答：由CE发出,详记关于某一产品的相关信息(包括Technology ID, Reticle and some split condition ETC….) 或是客户要求的事项 (包括HOLD, Split, Bank, Run to complete, Package….), 根据EN提供信息我们才可以建立Process flow及处理此产品的相关动作。

36.

PIE工程师每天来公司需要Check哪些项目(开门五件事)?

答：① Check MES系统, 察看自己Lot情况

② 处理in line hold lot.(defect, process, WAT)

③ 分析汇总相关产品in line数据.(raw data & SPC)

④ 分析汇总相关产品CP test结果

⑤ 参加晨会, 汇报相关产品信息