深亚微米集成电路制造中的失效分析应用

论文摘要

半导体制造技术从微米时代进入了纳米时代,世界上先进的半导体公司已经能够生产32纳米的芯片,越来越多的先进技术和设备被引进到半导体制造产业中。在不断的先进技术开发制造过程中,需要先进的失效FA的分析,对生产制造过程中遇到的良率问题进行分析,找到问题的真正原因,并提出失效模型,与生产部门共同解决问题,提高产品的良率。本论文详细的阐述了亚微米集成电路制造过程的先进设备和工艺流程以及失效分析的设备原理和应用。论文研究了在先进的大规模集成电路制造工厂常用的失效分析设备的种类和应用。例如:扫描电子显微镜、透射电子显微镜等,这些技术和手段的应用极大地推动了电子元器件失效分析技术的发展,使失效机理研究工作进一步深化。介绍了集成电路的主要工艺流程,并且重点介绍了失效分析技术在这些工艺中的应用,结合本论文作者实际工作经验,对集成电路制造工艺中发生的典型事件,运用失效分析设备和失效分析技术,进行分析,从事件的起因过程,到事件的本质原因以及最终的解决方案,进行全程追踪,并与工艺工程师,设备工程师和器件工程师协同分工,建立该事件的失效机制,提出解决方案,并且进行实际验正。最终完成失效分析。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 概论
• 1.1 引言
• 1.2 半导体制造的现状
• 1.3 半导体失效分析的介绍
• 1.4 课题内容、背景与意义
• 第二章 半导体失效分析技术
• 2.1 光学显微镜（Optical Microscopy, OM）
• 2.1.1 光学显微镜的成像（几何成像）原理
• 2.1.2 光学显微镜的分类
• 2.1.3 光学显微镜的维护
• 2.1.4 光学显微镜在失效分析中的应用
• 2.2 扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy, SEM）
• 2.2.1 扫描电子显微镜工作原理
• 2.2.2 扫描电子显微镜探测器
• 2.3 聚焦式离子束显微镜
• 2.3.1 聚焦式离子束显微镜的工作原理
• 2.3.2 聚焦式离子束显微镜的探测器
• 2.4 透射电子显微镜
• 2.4.1 透射电子显微镜的工作原理
• 2.4.2 透射电子显微镜的样品制备
• 2.5 二次离子质谱仪（Secondary Ion Mass Spectrometer）
• 2.5.1 二次离子质谱仪的工作原理
• 2.5.2 二次离子质谱仪的分离装置
• 2.6 失效分析中的化学方法
• 2.6.1 去除passivation（钝化层）
• 2.6.2 芯片的剥层
• 第三章 集成电路制造工艺
• 3.1 蚀刻工艺
• 3.1.1 蚀刻工艺原理
• 3.1.2 蚀刻的分类
• 3.1.3 刻蚀终点检测
• 3.2 光刻工艺
• 3.2.1 光刻工艺原理
• 3.2.2 光刻的光谱
• 3.2.3 光刻工艺应用
• 3.2.4 光刻工艺中的失效分析
• 3.3 离子注入工艺
• 3.3.1 离子注入工艺原理
• 3.3.2 离子注入工艺实效分析应用
• 3.4 化学机械平坦化
• 3.4.1 化学机械平坦化原理
• 3.4.2 化学机械平坦化特点
• 3.5 沉积工艺
• 3.5.1 沉积工艺原理
• 3.5.2 化学气相沉积
• 3.5.3 物理气相沉积
• 3.5.4 失效分析在沉积工艺的应用
• 参考文献
• 致谢