集成电路技术导论 课件 项目七 VR虚拟实训项目

项目七VR虚拟实训项目课程：集成电路技术导论

目录一项目前导二任务一背空腔型FBAR器件工艺流程三任务二MA6工艺流程01项目前导目录01项目导读02学习目标03学习重难点04任务描述项目导读▌核心任务

项目围绕两大核心任务模块，分别实现FBAR器件底电极制备全流程与MA6光刻机光刻工艺的沉浸式仿真训练，助力半导体人才培养。▌实训培育的重要性

半导体制造与微纳加工是电子信息产业核心，其工艺实操水平是我国突破技术瓶颈、推动产业高质量发展的关键，而高质量实训是培育专业人才的重要环节。▌实训设备的受限性

传统半导体实训受设备昂贵、成本高、风险大等制约，因此搭建高效安全的虚拟仿真实训平台已成为迫切需求。▌本项目特色

本项目联合企业共建实训室，以VR虚拟仿真系统还原半导体核心工艺场景，融合知识性与趣味性，突破传统实训限制。学习目标知识目标理解FBAR器件的结构及背面刻蚀型结构的制备逻辑；掌握MA6光刻机的设备特性、适用场景；熟悉各工艺环节的目的、关键参数及技术要求。技能目标能熟练操作VR虚拟仿真设备，精准设置关键工艺参数；能识别实训过程中的典型问题，提出合理解决方法。素养目标培养严谨细致、精益求精、锲而不舍的职业素养；树立“岗位有责、失职追责”的责任观念；激发“自主创新、突破壁垒”的进取精神。学习重难点学习重点•两大核心工艺流程及关键参数规范•核心设备的精准操作与安全规范•光刻、磁控溅射等核心技术的原理及工艺关联性学习难点•工艺环节间的因果关联与参数设置逻辑理解•MA6光刻标记对准等高精度操作的把控建议学时•预计投入8个标准学时进行深度学习与练习•包含理论讲授、实践演练及案例分析推荐学习方法•流程梳理法•沉浸式实操法•复盘总结法通过掌握重点、攻克难点，并配合科学的学习方法，可有效提升实践操作能力。任务描述

任务一名称：背空腔型FBAR器件工艺流程描述：本任务聚焦背面刻蚀型FBAR滤波器工艺流程，通过VR虚拟仿真技术模拟底电极制备真实操作场景。实现底电极制备晶圆清洗、匀胶、光刻、显影、磁控溅射沉积Au、剥离6个工艺的实训操作。实训过程中同步记录实验数据、排查工艺问题，并结合原理分析参数与结果的关联性，提出合理改进建议。任务描述

任务二名称：MA6工艺流程本任务聚焦MA-6接触式光刻机光刻工艺流程，通过VR虚拟仿真技术模拟MA-6光刻机操作实景，实现装载晶圆、光刻标记对准、曝光、取出光刻版和晶圆4个工艺的实训操作。实训过程中同步记录实验数据、排查工艺问题，并结合原理分析参数与结果的关联性，提出合理改进建议。02任务一背空腔型FBAR器件工艺流程目录01知识准备02任务实施7.1.11.FBAR滤波器滤波器是一种选频装置，可以使信号中特定的频率成分通过，而极大地衰减其他频率成分。利用滤波器的这种选频作用，可以滤除干扰噪声或进行频谱分析。如图7-1所示，体声波谐振器的基本结构是由压电材料和分布在其上下表面的金属电极构成的“三明治”结构，当高频的电学信号施加在其电极之间时，由于压电材料的压电效应，在压电材料体内激发起沿垂直方向传播的体声波。2.FBAR主流结构现在主流的FBAR结构主要有三种：空气隙型、硅背面刻蚀型和固态装配型。具体结构如图7-2（a、b），7-3，7-4所示。3.FBAR制备流程硅背面刻蚀型FABR制备流程为：（1）磁控溅射沉积底电极Au。（2）图形化工艺，得到图形。（3）图形化工艺再磁控溅射沉积压电层AlN薄膜。（4）湿法刻蚀压电层AlN薄膜形成图形。（5）图形化工艺再磁控溅射沉积顶电极Au薄膜。（6）电感耦合等离子（ICP）刻蚀背面多余的硅，

形成空气腔。如图7-5（a、b、c、d、e、f）所示。7.1.2底电极制备工艺流程底电极制备工艺流程分为6个实训项目，分别是：（1）底电极制备——晶圆清洗（2）底电极制备——匀胶（3）底电极制备——光刻（4）底电极制备——显影（5）底电极制备——磁控溅射沉积Au（6）底电极制备——剥离目录01知识准备02任务实施任务情景设定▍任务背景在现代集成电路制造产业中，底电极制备是芯片电极成型的核心前道工序，直接决定后续电极导通性能与芯片良率。学生作为一名集成电路晶圆制造车间实训操作员，假设其所在班组负责完成背空腔型FBAR器件底电极制备任务。▍任务目标学生需从晶圆领取出发，依次完成晶圆清洗、匀胶、光刻、显影、磁控溅射沉积Au、剥离六大核心工序，同时严格遵循工艺指导书要求把控各环节的时间、转速、试剂类型等关键参数。03任务二MA6光刻机目录01知识准备02任务实施7.2.1MA6光刻机在工业设备领域里，MA6是指德国SUSS公司生产的紫外掩膜光刻机型号，广泛应用于半导体制造和微纳加工行业。SUSS-MA6掩模对准器被认为是半导体亚微米研究和3D微系统生产的基准。该创新系统满足了客户对精度、灵活性和低拥有成本的需求。7.2.2光刻工艺光刻技术是借助光刻胶，在特定光源照射下进行曝光，再通过显影、刻蚀等步骤，将掩膜上的图形转移到衬底上的技术。光刻（Photolithography）是指用光来制作一个图形（工艺）。其过程是在硅片表面匀胶，先将掩膜版上的图形转移光刻胶上，再将器件或电路结构临时“复制”到硅片上。图7-66为光刻技术过程。光刻工艺工序1.硅片表面处理进行光刻第一步是对硅片进行表面处理。使用酒精和丙酮清洗硅片表面，去除各种污迹。保证硅片表面处于干燥状态，有利于光刻胶的附着。2.涂胶使用旋涂法进行涂胶步骤。将干燥的硅片放置于匀胶台上，打开真空开关使硅片吸附匀胶台上。先低速旋转硅片，将光刻胶铺在整个硅片表面上，再高速旋转硅片使硅片表面的光刻胶厚度均匀。3.前烘对涂好胶的硅片进行烘烤，去除光刻胶中的溶剂，提高光刻胶的粘附性，减小胶膜内的应力，使光刻胶不会粘到设备上。4.对准和曝光处理完成的硅片可以放入光刻机中进行曝光。如果不是第一次曝光，则需要先找到硅片上的对准标记，和掩膜上的对准标记进行对准。5.显影将曝光完的硅片浸没在显影液中几十秒，将正型光刻胶的曝光部分溶解，从而得到曝光图形。6.检测曝光结果最后使用光学显微镜观察显影完的硅片。通过硅片上的十字图案与方框图案之间的位置关系，得到对准算法的套刻精度。目录01知识准备02任务实施任务情景设定▍任务背景在现代集成电路制造产业中，光刻是实现晶