DOI:10.19551/jki.issn1672-9129.2021.12.232
论晶圆制造过程中离子注入机掉片问题及改善
李福松(中芯集成(绍兴)有限公司㊀浙江㊀312000)
摘要：由于美国对我国进行芯片技术封锁，国家对芯片研发制造大力支持，随着我国芯片制造业得到蓬勃发展，芯片制造过程中问题频发㊂离子注入在芯片制造过程中属于重要一环，本文主要针对晶圆制造过程GSD200型号离子注入机掉片的问题进行分析并汇总改善措施，以此来提高晶圆生产成品的合格率㊂
关键词：晶圆制造；离子注入；晶圆掉片；芯片制造
中图分类号:TN305㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)12-0236-02
㊀㊀引言：随着我国综合国力的不断提升，科技发展的速度日新月异，但是由于改革开放前期科研基础比较薄弱，我国科研水平和国际一流水平还是有相当大的差距㊂典型的就是核心技术被卡脖子，如本文提到的高端晶圆芯片制造，受到以美国为首的霸权国家打压，对于核心零配件不予以进口，造成国内晶圆制造企业极大的困扰，本文中Fab3 GSD200型号离子注入机台频繁掉片(晶圆生产过程中，晶圆掉落)，严重影响设备稼动率，对公司财产造成损失，客户交期延迟，造成公司商誉受损，而且连续掉片对机台传送模块及Disk(一体式，需美国发货)造成损坏，更换parts(配件)成本极高，配件购买也受到美国贸易限制，国外
厂商一直未发货，以上问题亟待改善㊂故在实际生产过程中要针对问题及时改善，降低对国外配件的依赖，通过工艺优化提高机台的利用率，增加成品的合格率，提高企业的竞争力㊂
1㊀离子注入过程中掉片分析
在晶圆生产过程中，由于晶圆的基本材料是本征硅，本征硅的导电性不是很理想，为了改变其导电性以及结构，需要在本征硅中加入少量杂质来改变性能，这样本征硅才能成为有用的半导体㊂改变本征硅性能的这一过程就是掺杂，而最常见的掺杂方法之一就是离子注入㊂注入
在晶圆制造过程中，离子注入常常应用于光刻工艺之后，通过离子注入精准提高芯片的性能㊂离子注入过程是在真空环境中将杂质离子通过吸极吸出，再通过加速管加速，最后将离子源注入打到到晶圆上，杂质离子注入达到衬底片上达到一定深度，再通过快速热退火来消除晶圆内部的内应力，从而激活扩散进来的杂质离子㊂而一般离子注入机掉片，一般发生在大束流工艺阶段㊂于是针对大束流阶段离子注入工艺作四点分析:
温度相关分析，通过进行温度实验，比较不同阶段温度对离子注入机掉片影响㊂半导体业内离子注入机腔室内温度一般在110摄氏度至145摄氏度，正常生产时温度一般在125摄氏度，随着设备工艺时间越长，高能离子持续对扫描载盘(pad)上的晶圆wafer轰击，造成扫描载盘(disk)的温度逐步上升，从而使晶圆表面的光刻胶发生分解造成粘片，故在此实验中，设计了12组温度实验(工厂每12小时进行一换班)，
从离子注入机开始作业每间隔1小时，对扫描载盘(pad)上的温度和晶圆表面粘度进行取样分析监控，得出如下曲线，随着离子注入机的工艺时间加长，载盘上disk的温度逐步上升，但是随着作业时间达到8H以后，温度基本不上升，呈现出稳定的状态，且晶圆与disk的粘度也呈现出相同的曲线变化㊂
不同离子源的工艺recipe(工艺程序)分析，针对不同离子源，对掉片的程序对比发现主要为As源容易掉片(IHA032㊁IHA058㊁IHA077等)，占掉片比例的93.4%，而常见的B源掉片比例仅为6.6%㊂故初步判断As(砷)源的工艺程序在离子注入过程中掉片风险较高，需对As的工艺进行优化㊂在对As源工艺程序的前后段制程进行分析,As源工艺程序以常见的MOS制造为例，一般用于源漏注入这一工艺步骤中,As注入一般是形成nMOS的源漏极㊂此步骤的上一站点为光刻，涂胶显影后即来到注入站点，在注入工艺前未做任何处理，对此，我们进行在As源离子注入工艺前分别增加了一步晶圆背面清洗和光刻胶预烘烤的工艺，增强了晶圆表面光刻胶的强度，降低了光刻胶被分解的风险，减轻了离子注入机载盘与晶圆wafer的粘度，使之更容易下片，机械手臂取片时不发生粘片现象，从而降低晶圆掉片的风险㊂此外针对容易掉片的recipe，短期先禁掉，同步通知产品工程师对工艺流程进行优化，增加工艺工序，优化合格后再放开㊂
不同离子剂量的工艺recipe(工艺程序)分析，常见的离子注入小剂量束流一般能量小于120keV㊂中等剂量束流能量小于180keV㊂大剂量束流能量一般超过200keV，最高可达几个MeV㊂通过对近两年本公司晶圆掉片记录汇总分析，掉片的程序主要为大剂量的束流的产品㊂大剂量束流产品，工艺特点为：工艺
时间长㊁注入深度深㊁离子剂量大㊂在工艺条件固定剂量不变的情况下，我们通过对加速电流的优化以及设备自检时间的优化，在确保工艺效果的前提下来加快大束流制程的工艺时间，缩短晶圆wafer在载盘上的工艺时间，降低粘片风险㊂此外针对大束流注入持续工艺造成载盘Disk温度呈曲线上升，间接引发光刻胶分解引发粘片㊂改善措施为：安排制造部门在生产之前做Disk condition(载盘降温)，降低粘片风险㊂每12H做一次Disk condition，每次耗时5min㊂对于以上改善措施，我们进行为期3个月的验证后, GSD200机型大束流工艺掉片比例下降到0.05%(3个月合计出货60000片，掉片30片)㊂
对扫描载盘报警参数以及静电参数分析，在离子注入过程中，载盘对晶圆wafer起保护及载体的作用，在Arm(机械手臂)从载盘上传片时，通过真空吸力将载盘上的晶圆取下来，而此时往往因为晶圆表面光刻胶受高温分解，造成晶圆与扫描载盘发生粘片，以至于晶圆不能一次性取下，发生掉片㊂故在Arm取片时，对Arm手臂真空的感应参数进行优化,Arm手臂取片时感应sensor(传感器)发现异常时，及时报警，不再强行取片，机台报警后由现场工程师进行处理，减少不必要的晶圆掉片风险，间接降低经济损失㊂且针对上述部位零件和质量部门确认好，进行定期校准(每3月校准一次)来确保机台的稳定性㊂另一方面，由于注入的离子是在真空环境下，通过加速筒加速打到载盘disk上，此过程会产生静电㊂静电存在就会产生相互吸引力㊂载盘disk与晶圆wafer间有一定的静电吸引力，对应Arm手臂取片时有一定的干扰㊂于是设计两组对比实验，分别对载盘接地和载盘不接地时Arm取片时，晶圆与载盘间的粘度与电阻间关系，实验结果表明：载盘Disk接地检测发现电阻明显减小，晶圆与disk间粘度明显降低㊂因此通过对
载盘disk接地改造，降低载盘的电阻，从而减轻晶圆与载盘间的静电存在，降低吸引力，使晶圆下货时更容易取片降低掉片风险㊂
2㊀离子注入过程中掉片改善
在该项目中，首先异常批晶圆予以收集，针对发现的问题进行不良因子分析，出问题所在点，并进行控制参数变量法进行实验，最终对实验结果汇总结得出经验如下：本人从以下几个点进行改善:
1)与工程部门规范设备文件，体现Arm，感应sensor, holder,Cy风险linder等传送部件的定期校准与异常处理的记录与要求㊂
2)在对于发生掉片的工艺Flow(工艺步骤流程)分析，存在粘片风险，分别与工艺人员沟通验证增加背面清洗和预烘干，精准的改善了工艺条件，提高工艺制程稳定性㊂3)对于有晶圆粘片导致重复掉片的工艺程序，分别做了温度测试以及载盘Disk接地电阻检测，确定主要为pad 问题需返厂处理㊂因此在短期内，建议部门主管临时禁掉易
㊃632㊃
DOI:10.19551/jki.issn1672-9129.2021.12.233
思想政治教育渗透法学教学的路径分析
塔吉古丽㊃艾尔肯(新疆和田地区教育学院(师范学校)㊀848000)
摘要：法学教学过程中，创新教学的方法是比较关键的，创新教学方法是提高课程教学质量的重要举措，实践教学过程中要能以学生为主体，将思想政治教育的内容渗透其中，这对丰富法学教学内容有着积极作用㊂本文主要从理论角度就思想政治教育渗透法学教学的作用和问题加以阐述，然后就渗透的措施实施详细探究㊂
关键词：思想政治；渗透法学；教学价值
中图分类号:G711;D90-4㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)12-0237-01
㊀㊀提高思想政治教育的质量水平，需要在教学方法的创新方面加强重视，改变传统单一化的教育形式，将思想政治教育渗透法学教学中去，丰富法学教学的额内容，拓宽学生思想政治知识学习的空间，这是提高学生综合学习素养的重要保障，能为学生全面素质发展起到促进作用㊂
1㊀思想政治教育渗透法学的作用和问题
1.1思想政治教育渗透法学的作用㊂思想政治教育渗透法学教学，这是培养学生综合素质的需要，通过思想政治教育的渗透能有助于提高学生政治素养[1]㊂当前法治社会的发展背景下，培养综合素质人才，就要采用有效的教育手段方法，思想政治教育工作的开展中通过渗透法学，有助于为提升人才素质能力起
到促进作用，保障人才懂法律，提高人才政治素养，这是促进其可持续发展的保障㊂通过法学的渗透能提高学生专业素质水平，把法学知识形象化呈现，能有效强化学生专业知识学习的能力，加深学生知识学习的印象㊂
1.2思想政治教育渗透法学的问题㊂现阶段法学教学中对思想政治教育渗透还存在着一些问题，如对思想政治教育渗透的力度不够，尤其在社会主义核心价值观的融入方面比较乏力，没有真正的将思想政治教育和法学教学内容紧密结合起来，这就必然会影响教育工作开展的质量效果[2]㊂而从另一方面来说，课程思政和法学课程结合的研究成果，以及示范性的课程比较缺乏，这对实践教学指导工作也会产生诸多影响，不利于法学教学中思想政治教育渗透工作的良好推进㊂未来的教育发展中，法学教学质量要想有效提升，这就需要发挥思想政治教育渗透的作用价值㊂
2㊀思想政治教育渗透法学教学的有效措施
将思想政治教育渗透在法学教学中需要采用有效的举措，以下渗透措施应用可供参考:
2.1社会主义核心价值观的渗透㊂思想政治教育内容包含的内容广，法学教学中要结合具体的教学内容进行合理渗透，突出思想政治教育的作用价值，为学生高效化学习法学知识起到促进作用㊂思想政治教育当中社会主义核心价值观是比较重要的内容，在实践教学当中可以和‘宪法学“的知识点进行紧密结合起来，注重核心课程的匹配，这对提升课程教学质量能发挥积极作用㊂不管哪个国家的制度都是在不断发
展的，我国是社会主义国家，社会主义核心价值观要从国家，社会，个人不同维度集中表达，能够坚守价值的内核和宪法以及法律精神相契合[3]㊂通过在‘宪法学“课程中将社会主义核心价值观融入其中显得比较重要，让学生在学习法学知识内容中能认识到期现实价值㊂
2.2注重选择合理的渗透方法㊂思想政治教育渗透法学教学过程中选择合适的方法是比较重要的，只有正确的选择渗透方法，才能有助于提高法学教学的质量，以及有助于将思想政治教育的价值充分体现出来㊂思想政治教育渗透在法学教学当中，通过将灌输的方式和融入的方式进行有机结合起来，把理论知识和实践内容进行结合起来，历史和现实进行结合起来，灵活变通，才能有助于提高法学教学的质量水平[4]㊂教学过程中要因时而变，结合不同的学习体采取不同的教学方法，将法学专业教学的实践性特点充分体现出来，思想政治教育和法学专业研习以及见习等实践相结合，促进学习者能够产生良好自我体验，结合具体的专业课程教学内容济宁拓宽教育空间，这对学生专业知识高效化学习能起到积极促进作用，有助于提升学生综合学习能力素质㊂
2.3德育法学的有效结合㊂思想政治教育渗透法学教学可以是多样化的形式，将德育和法学进行结合也是比较重要的，这是提高学生综合素质的重要举措㊂处在当前法治社会建设发展背景下，促进思想政治教育和法学教学的融合，形成新的法学教学形式，这是培养高素质人才的重要保障力量㊂法治和道德两者间并没有矛盾，并且有着相互促进和融合的作用，法学专业教学中将思想政治教育融入其中，以德育和法学教学进行融合，强化中央政策方针的引领力度，将学校德育教育制度的特体现出来，这对学生全
面素质发展能发挥积极作用㊂
2.4注重学生道德修养的培养㊂法学教学中渗透思想政治教育，这就需要对学生道德修养进行积极培养，法学专业学生需要具备高尚道德修养，这也是学习专业知识的基础素养，对学生未来就业发展也会产生很大程度的影响㊂学生在学校中学习专业化知识，重要的过渡时期，通过将思想政治教育和法学教学相结合，从学生道德修养的培养方面加强重视，有效提升学生法律法规意识，让学生树立运用法律手段来保护自己和他人的意识观念，把优良传统政治观念传递给学生，如法学教学中从学生岗位工作形式出发，将思想政治教育和学生未来专业岗位要求相结合，强化学生党性以及政治教育，帮助学生树立正确政治信仰，这对学生学习发展有着积极意义㊂
3㊀结语
总之，教师在思想政治课程教育渗透过程中，要能和法学教学的要求相适应，以学生综合素质培养为目标进行创设教学思路，促进学生在专业知识学习方面能有更多收获，提高学生综合学习能力素质㊂
参考文献:
[1]王娅梅.思想政治教育渗透法学教学的路径探究[J].南国博览,2019(04):181.
[2]张峥.思想政治教育渗透法学本科教学的路径研究[J].智库时代,2018(40):20-21.
[3]赵璇.思想政治教育课程教学中文化自信的渗透路
径[J].现代职业教育,2019(16):158.
[4]袁君兰，朱博.在高校课堂教学中渗透思想政治教育的重要性及路径研究[J].时代教育,2019(05):52.
掉片的Recipe，同步展开优化，同步安排在生产之前做Disk condition(载盘降温)，降低粘片风险，以及在生产工艺一段
时间后将机台idle冷却这也是对于降低掉片风险有益，针对静电问题，对载盘Disk进行接地改造㊂
4)对于传片报警参数重新调整，减少失误引发的不必
要掉片，最大程度降低wafer掉片风险㊂
5)通过跨部门沟通，要求制造部门做好掉片记录与分析统计，新的规范与要求及时传达到相关作业人员，确保执行到位㊂
综上，通过努力以上实验方案的验证和推进，原GSD200型号注入机台掉片次数降低由原5天掉片一次下降到3个月掉片2次，因此设备宕机时间减少，机台稼动率由原来85%上升到94%，上升了9个百分点，
改善效果明显㊂与之而来的备件节省(不再需要从美国供应商处购买进口备件)，成本降低的效果显著㊂同时也减少了不必要的晶圆报废浪费㊂提高了机台利用率增加了产品合格率㊂为公司带来了正面效益，也为被美国禁止核心备件进口的急需更换备件的设备开辟了另一条道路㊂
参考文献:
[1]韩郑生，海潮和，徐秋霞等半导体制造技术电子工
业出版社2009
[2]刘春玲，沈今楷，王星杰离子注入温度对NPN晶体管的影响探究2009
㊃732㊃

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。