半导体制造技术导论(第二版)萧宏 第二章集成电路工艺介绍答案

embedded/2024/11/14 21:26:12/

本章要求

1. 成品率的概念

整体成品率是指通过最后测试的良好芯片总数与生产所有晶圆上的晶粒总数的比值

2. 成品率的重要性

成品率决定一个IC芯片制造厂赔钱还是赚钱3. 描述一个无尘室的基本结构

4. 说明无尘室协议规范的重要性

严格遵守无尘室协议规范很重要,可以降低空气中的微粒和污染物,否则会影响芯片的成品率和工厂利益

5. 列出集成电路工艺中的四种基本工艺

6. 列出至少六种集成电路生产车间内的工艺区名称

光学区、扩散区、离子注入区、刻蚀区、薄膜区、化学机械研磨区、湿法区

7. 列出集成电路生产车间内共用的设施系统

车间普遍使用气体传输系统、超纯水系统、配电系统、泵和排放系统、射频功率产生系统

8. 说明芯片封装的目的和意义

芯片封装可以对IC芯片提供物理和化学保护,可以提供细金属线用以在一个坚固的底座上连接芯

片和引线尖端,并传导芯片工作时产生的热量

9. 比较陶瓷封装和塑料封装

陶瓷封装具有良好的热稳定性和较高的热传导以及较低的热膨胀系数,但是更为昂贵和笨重

塑料封装成本较低,现在是主流

10. 描述标准的引线接合工艺与覆晶键合工艺

标准的引线键合工艺采用极细的金属线连接芯片的键合垫片与引线尖端的键合垫片,芯片面朝上

放在引线架上

覆晶键合技术与凸块接合连接芯片与引线尖端,芯片面朝下被嵌入插槽内

11. 列出封装工艺的温度需求

引线键合的温度不应该影响芯片附着,而芯片附着的温度受限于铝的熔点

12. 描述感生故障测试的目的

 

习题

 

1. 等级为1000的无尘室中,每立方英尺内大于0.5微米的粒子数目是多少?

1000个

2. 那是一种可移动的离子,少量的钠离子可以损害微电子器件。请问钠的主要来源是什么?

少量的钠离子会造成month管故障,并影响集成电路的可靠性

3. 说明晶粒成品率、缺陷密度、晶粒面积和工艺数目的关系

Y为整体成品率,D为致命性缺陷密度,A为芯片面积,n代表制造步骤或工艺数目

整体成品率反比于1+致命性缺陷密度和芯片沉积之和的制造步骤次方

4. 晶圆成品率是指什么?(所有的晶粒不包括晶圆边缘拐角处的晶粒,这些晶粒作为不完全精

力处理)

整体成品率是指通过最后测试的良好芯片总数与生产的所有晶圆上的晶粒总数的比值

5. 为什么等级为一的无尘室需要线性气流?

空气扰流会将墙壁天花板、桌子和工具表面上的微粒带入空气中,而且使得微粒不容易静止。但

通过线性气流后,空气中的微粒就能很快被气流流走。

所以为了达到比100级还高的清洁度,都需要维持线直线气流,避免空气扰动。

6. 列出光刻区的两种工艺设备

集成型的晶圆轨道机、步进机系统

7. 列出光刻区的两种测量设备

测量光刻胶厚度和均匀度的反射系数光谱仪

查看叠盖情况以及关键尺寸或测量图形线宽的光学显微镜和扫描式电子显微镜

8. 为什么一个微米级环境处在1000级无尘室,而不是一级无尘室?

为了降低成本,只有晶圆的制造区才被设计成拥有最高级的无尘室;设备区在等级较低的无尘室

中;大部分辅助设备不会放在无尘室内,而是被放置在无尘室的下面

9. 至少列出扩散反应室的两个工艺过程

进行添加工艺,如氧化、低压化学气相沉积和扩散掺杂进行加热工艺,如离子注入退火处理、掺杂物扩散、合金热处理或电介质再流动过程

10. 化学气相沉积cvd和物理气相沉积pvd是添加工艺

11. 光刻是图形化工艺

12. 退火是加热工艺

13. 化学机械研磨是移除工艺

14. 氮气在集成电路工艺中可以用于吹洗气体和工艺气体,请问在这两种应用中是否需要相同

的纯度?

不需要。

用于吹洗(吹除净化)的氮气纯度较低,用于工艺的氮气纯度较高

15. 为什么不用在不合格的晶粒上使用墨水打记号?

因为墨水会造成污染而且必须补充,所以先进的测试分类工具会将不良晶粒的资料直接存储在随

机附装的电脑中,而不需要在坏的晶粒上印上记号

16. 说明芯片封装的目的

四个主要目的:对IC芯片提供物理性保护;提供一个阻挡层以抵抗化学杂质和湿气;确保IC芯片

通过坚固的引脚与电路连接;消除芯片工作时产生的热量

17. 说明芯片贴合工艺与引线键合工艺

标准的引线键合工艺采用极细的金属线连接芯片的键合垫片与引线尖端的键合垫片,芯片面朝上

放在引线架上

18. 陶瓷封装与塑料封装相比有什么优缺点?

陶瓷封装具有良好的热稳定性和较高的热传导以及较低的热膨胀系数,但是更为昂贵和笨重

塑料封装成本较低,现在是主流

19. 故障最终测试的目的是什么?

最终测试的定义:在一个不利的环境中强迫不稳定的芯片失效

为了确保某些关键步骤的成品率,并找出任何影响成品率的工艺偏移,必须随机抽检晶圆上特殊

设计的测试元器件和测试电路

20. 多芯片封装的优点是什么?

通过堆叠两个芯片将其组合在一起,相当于通过减少特征尺寸,将器件密度提高两倍。堆叠的芯

片数量越多,效果就越显著

21. 说明倒装工艺

22. 说明覆晶键合封装技术

覆晶键合技术与凸块接合连接芯片与引线尖端,芯片面朝下被嵌入插槽内。该工艺的优点是可以

显著缩小封装的尺寸

 


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