集成电路制造技术-原理与技术试题库(整理)

填空题（30分=1分*30）(只是答案)

半导体级硅、GSG 、电子级硅。CZ法、区熔法、硅锭、wafer 、硅、锗、单晶生长、整型、切片、磨片倒角、刻蚀、（抛光）、清洗、检查和包装。100 、110 和111 。融化了的半导体级硅液体、有正确晶向的、被掺杂成p型或n型、实现均匀掺杂的同时并且复制仔晶的结构，得到合适的硅锭直径并且限制杂质引入到硅中、拉伸速率、晶体旋转速率。去掉两端、径向研磨、硅片定位边和定位槽。制备工业硅、生长硅单晶、提纯）。卧式炉、立式炉、快速热处理炉。干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化。工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统。局部氧化LOCOS、浅槽隔离STI。掺杂阻挡、表面钝化、场氧化层和金属层间介质。热生长、淀积、薄膜。石英工艺腔、加热器、石英舟。APCVD常压化学气相淀积、LPCVD 低压化学气相淀积、PECVD等离子体增强化学气相淀积。晶核形成、聚焦成束、汇聚成膜。同质外延、异质外延。膜应力、电短路、诱生电荷。导电率、高黏附性、淀积、平坦化、可靠性、抗腐蚀性、应力等。CMP设备、电机电流终点检测、光学终点检测。平滑、部分平坦化、局部平坦化、全局平坦化。磨料、压力。使硅片表面和石英掩膜版对准并聚焦，包括图形）；（通过对光刻胶曝光，把高分辨率的投影掩膜版上图形复制到硅片上）；（在单位时间内生产出足够多的符合产品质量规格的硅片）。化学作用、物理作用、化学作用与物理作用混合。介质、金属。在涂胶的硅片上正确地复制掩膜图形。被刻蚀图形的侧壁形状、各向同性、各向异性。气相、液相、固相扩散。间隙式扩散机制、替代式扩散机制、激活杂质后。一种物质在另一种物质中的运动、一种材料的浓度必须高于另一种材料的浓度）和（系统内必须有足够的能量使高浓度的材料进入或通过另一种材料。热扩散、离子注入。预淀积、推进、激活。时间、温度。扩散区、光刻区、刻蚀区、注入区、薄膜区、抛光区。硅片制造备）、（硅片制造）、硅片测试和拣选、（装配和封装、终测。微芯片。第一层层间介质氧化物淀积、氧化物磨抛、第十层掩模、第一层层间介质刻蚀。钛淀积阻挡层、氮化钛淀积、钨淀积、磨抛钨。

1．常用的半导体材料为何选择硅？（6分）

（1）硅的丰裕度。硅是地球上第二丰富的元素，占地壳成分的25%；经合理加工，硅能够提纯到半导体制造所需的足够高的纯度而消耗更低的成本；

（2）更高的熔化温度允许更宽的工艺容限。硅1412℃>锗937℃

（3）更宽的工作温度。用硅制造的半导体件可以用于比锗更宽的温度范围，增加了半导体的应用范围和可靠性；（4）氧化硅的自然生成。氧化硅是一种高质量、稳定的电绝缘材料，而且能充当优质的化学阻挡层以保护硅不受外部沾污；氧化硅具有与硅类似的机械特性，允许高温工艺而不会产生过度的硅片翘曲；

2．晶圆的英文是什么？简述晶圆制备的九个工艺步骤。（6分）

Wafer。

（1）单晶硅生长: 晶体生长是把半导体级硅的多晶硅块转换成一块大的单晶硅。生长后的单晶硅被称为硅锭。可用CZ法或区熔法。

（2）整型。去掉两端，径向研磨，硅片定位边或定位槽。（3）切片。对200mm及以上硅片而言，一般使用内圆切割机；对300mm硅片来讲都使用线锯。

（4）磨片和倒角。切片完成后，传统上要进行双面的机械磨片以去除切片时留下的损伤，达到硅片两面高度的平行及平坦。硅片边缘抛光修整，又叫倒角，可使硅片边缘获得平滑的半径周线。

（5）刻蚀。在刻蚀工艺中，通常要腐蚀掉硅片表面约20微米的硅以保证所有的损伤都被去掉。

（6）抛光。也叫化学机械平坦化（CMP），它的目标是高平整度的光滑表面。抛光分为单面抛光和双面抛光。

（7）清洗。半导体硅片必须被清洗使得在发给芯片制造厂之前达到超净的洁净状态。

（8）硅片评估。

（9）包装。

3．硅锭直径从20世纪50年代初期的不到25mm增加到现在的300mm甚至更大，其原因是什么？（6分）（1）更大直径硅片有更大的表面积做芯片，能够减少硅片

的浪费。

（2）每个硅片上有更多的芯片，每块芯片的加工和处理时

间减少，导致设备生产效率变高。

（3）在硅片边缘的芯片减少了，转化为更高的生产成品率。

（4）在同一工艺过程中有更多芯片，所以在一块芯片一块

芯片的处理过程中，设备的重复利用率提高了。

氧化

4.立式炉出现的主要原因，其主要控制系统分为哪五个部

分？（6分）

(1)立式炉更易于自动化、可改善操作者的安全以及减少

颗粒污染。与卧式炉相比可更好地控制温度和均匀性。

(2)工艺腔，硅片传输系统，气体分配系统，尾气系统，

温控系统。

5.试写出光刻工艺的基本步骤。（6分）

（1）气相成底膜；（2）旋转涂胶；（3）软烘；（4）对准和

曝光；（5）曝光后烘焙(PEB)；（6）显影；（7）

坚膜烘焙；（8）显影检查。

4．已知曝光的波长 为365nm，光学系统的数值孔径

NA为0.60，则该光学系统的焦深DOF为多少？（6分）

5．简述扩散工艺的概念。（6分）

扩散是物质的一个基本属性，描述了一种物质在另一种物质

中运动的情况。扩散的发生需要两个必要的条件：（1）一种

材料的浓度必须高于另一种材料的浓度；（2）系统内必须有

足够的能量使高浓度的材料进入或通过另一种材料。

气相扩散：空气清新剂喷雾罐

液相扩散：一滴墨水滴入一杯清水

固相扩散：晶圆暴露接触一定浓度的杂质原子（半导体掺杂

工艺的一种）

6．名词解释：离子注入。（6分）

离子注入是一种向硅衬底中引入可控制数量的杂质，以改变

其电学性能的方法。它是一个物理过程，即不发生化学反应。

离子注入在现代硅片制造过程中有广泛应用，其中最主要的

用途是掺杂半导体材料。

四、综合题：（30分=15分*2，20题）2题/章

1．对下图所示的工艺进行描述，并写出工艺的主要步

骤。（15分）

描述：图示工艺：选择性氧化的浅槽隔离（STI）技术。（用

于亚0.25微米工艺）

STI技术中的主要绝缘材料是淀积氧化物。选择性氧化利用

掩膜来完成，通常是氮化硅，只要氮化硅膜足够厚，覆盖了

氮化硅的硅表面就不会氧化。掩膜经过淀积、图形化、刻蚀

后形成槽。

在掩膜图形曝露的区域，热氧化150~200埃厚的氧化物后，

才能进行沟槽填充。这种热生长的氧化物使硅表面钝化，并

且可以使浅槽填充的淀积氧化物和硅相互隔离，它还能作为

有效的阻挡层，避免器件中的侧墙漏电流产生。

步骤：1氮化硅淀积

2氮化硅掩蔽与刻蚀

3侧墙氧化与沟槽填充

4氧化硅的平坦化(CMP)

5氮化硅去除。浅槽隔离(STI)的剖面

2．识别下图所示工艺，写出每个步骤名称并进行描述，

对其特有现象进行描述。（15分）

答：一）此为选择性氧化的局部氧化LOCOS （0.25微米

以上的工艺）

二）步骤名称及描述：

1 氮化硅淀积。

2 氮化硅掩蔽与刻蚀

3 硅的局部氧化LOCOS场氧化层的剖面

4 氮化硅去除

用淀积氮化物膜作为氧化阻挡层，因为淀积在硅上的氮化物

不能被氧化，所以刻蚀后的区域可用来选择性氧化生长。热

氧化后，氮化物和任何掩膜下的氧化物都将被除去，露出赤

裸的硅表面，为形成器件作准备。

三）特有现象描述：当氧扩散穿越已生长的氧化物时，它是

在各个方向上扩散的（各向同性）。

一些氧原子纵向扩散进入硅，另一些氧原子横向扩散。这意

味着在氮化物掩膜下有着轻微的侧面氧化生长。由于氧化层

比消耗的硅更厚，所以在氮化物掩膜下的氧化生长将抬高氮

化物的边缘，我们称为“鸟嘴效应”

金属化

3．按照下图，解释化学机械平坦化工艺。（15分）

CMP是一种表面全局平坦化的技术，它通过硅片和一个抛

光头之间的相对运动来平坦化硅片表面，在硅片和抛光头之

间有磨料，并同时施加压力。CMP设备——抛光机

光刻

4．识别下图所示工艺，写出每个步骤名称并进行描述。

（15分）

答：1 气相成底膜：清洗、脱水，脱水烘焙后立即用HMDS

进行成膜处理，起到粘附促进剂的作用。

2 采用旋转涂胶的方法涂上液相光刻胶材料。

3 软烘：其目的是除去光刻胶中的溶剂。

4 对准和曝光：掩模板与涂了胶的硅片上的正确位置对准。

然后将掩模板和硅片曝光。

5 曝光后烘焙：深紫外（DUV）光刻胶在100-110℃的热板

上进行曝光后烘焙。

6 显影：是在硅片表面光刻胶中产生图形的关键步骤。

7 坚模烘焙：要求会发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对

硅片表面的粘附性。

8 显影后检查：目的是找出光刻胶有质量问题的硅片，描述

光刻胶工艺性能以满足规范要求。

刻蚀

5．等离子体干法刻蚀系统的主要部件有哪性？试举出

三种主要类型，并对圆筒式等离子体刻蚀机作出介绍。（15

分）

答：一个等离子体干法刻蚀系统的基本部件包括：（1）

发生刻蚀反应的反应腔；（2）产生等离子体的射频电源；（3）

气体流量控制系统；（4）去除刻蚀生成物和气体的真空系统。

圆桶式反应器是圆柱形的，在0.1~1托压力下具有几乎完全

相同的化学各向同性刻蚀。硅片垂直、小间距地装在一个石

英舟上。射频功率加在圆柱两边的电极上。通常有一个打孔

的金属圆柱形刻蚀隧道，它把等离子体限制在刻蚀隧道和腔

壁之间的外部区域。硅片与电场平行放置使物理刻蚀最小。

等离子体中的刻蚀基扩散到刻蚀隧道内，而等离子体中的带

能离子和电子没有进入这一区域。

这种刻蚀是具有各向同性和高选择比的纯化学过程。因为在

硅片表面没有物理的轰击，因而它具有最小的等离子体诱导

损伤。圆桶式等离子体反应器主要用于硅片表面的去胶。氧

是去胶的主要刻蚀机。

离子注入

6．对下图中的设备进行介绍，并对其所属的工艺进行

描述。（15分）

离子注入工艺在离子注入机内进行，它是半导体工艺中最

复杂的设备之一。离子注入机包含离子源部分，它能从原材

料中产生带正电荷的杂质离子。离子被吸出，然后用质量分

析仪将它们分开以形成需要掺杂离子的束流。束流中的离子

数量与希望引入硅片的杂质浓度有关。离子束在电场中加

速，获得很高的速度（107cm/s数量级），使离子有足够的动

能注入到硅片的晶格结构中。束流扫描整个硅片，使硅片表

面均匀掺杂。注入之后的退火过程将激活晶格结构中的杂质

离子。所有注入工艺都是在高真空下进行的。

离子注入设备包含以下5 个部分：

（1）离子源；（2）引出电极（吸极）和离子分析器；（3）

加速管；（4）扫描系统；（5）工艺室

离子注入是一种向硅衬底中引入可控制数量的杂质，以改变其电学性能的方法。它是一个物理过程，即不发生化学

反应。离子注入在现代硅片制造过程中有广泛应用，其中最

主要的用途是掺杂半导体材料。每一次掺杂对杂质的浓度和

深度都有特定的要求。离子注入能够重复控制杂质的浓度和

深度，因而在几乎所有应用中都优于扩散。它已经成为满足

亚0.25μm特征尺寸和大直径硅片制作要求的标准工艺。热

扩散的5个问题对先进的电路生成的限制：（1）横向扩散（2）

超浅结（3）粗劣的掺杂控制（4）表面污染的阻碍（5）错

位的产生。

亚0.25μm工艺的注入过程有两个主要目标：

（1）向硅片中引入均匀、可控制数量的特定杂质。

（2）把杂质放置在希望的深度。

7.离子注入工艺的主要优缺点。（15分）

答：优点：（1）精确控制杂质含量。

（2）很好的杂质均匀性。（扫描方法）

（3）对杂质穿透深度有很好的控制。（控制能量）

（4）产生单一离子束。（质量分离技术）

（5）低温工艺。（中等温度小于125℃，允许使用不同的光

刻掩膜，包括光刻胶）

（6）注入的离子能穿过薄膜。

（7）无固溶度极限。

缺点：（1）高能杂质离子轰击硅原子将对晶体结构产生损伤。当高能离子进入晶体并与衬底原子碰撞时，能量发

生转移，一些晶格上的硅原子被取代，这个反应被称为辐射

损伤。大多数甚至所有的的晶体损伤都能用高温退火进行修

复。

（2）注入设备的复杂性。然而这一缺点被离子注入机对剂

量和深度的控制能力及整体工艺的灵活性弥补

7．依照下图，对硅片制造厂的六个分区分别做一个简

短的描述，要求写出分区的主要功能、主要设备以及显著特

点。（15分）

（1）(1)扩散区。扩散区一般认为是进行高温工艺及薄膜淀积的区域。

主要设备：高温扩散炉：1200℃，能完成氧化、扩散、淀积、

退火以及合金等多种工艺流程。湿法清洗设备。

（2）(2)光刻。把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀和离子注入的硅片上。

主要设备：涂胶/显影设备，步进光刻机。

（3）(3)刻蚀。用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要材料，在硅片上没有光刻胶保护的地方留下永久的图形。

主要设备：等离子体刻蚀机，等离子去胶机，湿法清洗设备。

(4)离子注入。主要功能是掺杂。

主要设备：离子注入机、等离子去胶机、湿法清洗设备。

(5)薄膜生长。介质层和金属层的淀积。

主要设备：CVD工具、PVD工具、SOG（spin-on-glass）系统、RTP系统、湿法清洗设备。

(6)抛光。化学机械平坦化是一种表面全局平坦化技术，通过

化学反应和机械磨擦去除硅片表面层，以使硅片表面平坦利

于后续工艺的展开。

主要设备：抛光机，刷片机（wafer scrubber），清洗装置，

测量装置。

复习资料

何为集成电路：通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二

极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路

互连，“集成”在一块半导体单晶片（如Si、GaAs）上，封装

在一个内，执行特定电路或系统功能。

关键尺寸：集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。

它是衡量集成电路设计和制造水平的重要尺度，越小，芯片

的集成度越高，速度越快，性能越好

摩尔定律：、芯片上所集成的晶体管的数目，每隔18个月就

翻一番。

High-K材料：高介电常数，取代SiO2作栅介质，降低漏

电。

Low-K 材料：低介电常数，减少铜互连导线间的电容，提

高信号速度

功能多样化的“More Than Moore”指的是用各种方法给最终

用户提供附加价值，不一定要缩小特征尺寸，如从系统组件

级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。

IC企业的分类：通用电路生产厂；集成器件制造；Foundry

厂；Fabless：IC 设计公司；Chipless；Fablite

单晶硅结构：晶胞重复的单晶结构能够制作工艺和器件特性

所要求的电学和机械性能

12、热生长：在高温环境里，通过外部供给高纯氧气使之与

硅衬底反应，得到一层热生长的SiO2 。

13、淀积：通过外部供给的氧气和硅源，使它们在腔体中方

应，从而在硅片表面形成一层

薄膜。

14、干氧：Si（固）＋O2（气）－> SiO2(固)：氧化速度

慢，氧化层干燥、致密，均匀性、重复性好，与光刻胶的粘

附性好.

水汽氧化：Si （固）＋H2O （水汽）－>SiO2（固）+ H2

（气）：氧化速度快，氧化层疏松，均匀性差，与光刻胶的

粘附性差。

湿氧：氧气携带水汽，故既有Si与氧气反应，又有与水汽

反应。氧化速度氧化质量介于以上两种方法之间。

15、二氧化硅基本特征：1、热SiO2是无定形的(熔融石英2、

良好的电绝缘材料(作介质层3、高击穿电场(不容易被击

穿) 稳定和可重复的Si/SiO2界面；4、硅表面的生长基本是

保形的。5、对杂质阻挡特性好6、硅和SiO2的腐蚀选择

特性好（HF等）7、硅和SiO2有类似的热膨胀系数

16、二氧化硅用途：保护器件免划伤和隔离沾污（钝化）氮

化硅缓冲层以减小应力(很薄)

氮化硅缓冲层以减小应力(很薄

17、氧化层厚度与消耗掉的硅厚度的关系

18、氧化物生长模型是由迪尔（Deal）和格罗夫（Grove）

发展的线性一抛物线性模型；

tox 为硅片经过t 时间后SiO2的生长厚度(μm ) B 为抛物

线速率系数(μm2/h) B/A 为线性速率系数(μm/h) t0 为

初始氧化层厚度(μm)为生成初始氧化层to (μm)所用的

时间

(h) 氧化层足够薄时tox

很小氧化层足够厚时tox 值大

各种氧化工艺：

19、局部氧化工艺－LOCOS（Local oxidationof silicon）工

艺；存在的问题：1.存在鸟嘴，氧扩散到Si3N4 膜下面生长

SiO2，有效栅宽变窄，增加电容；2. 缺陷增加浅槽隔离技

术－STI（Shallow TrenchIsolation）工艺。

优点：消除了鸟嘴现象；表面积显著减少；超强的闩锁保

护能力；对沟道没有侵蚀；与CMP兼容

20、1\化学气相淀积（CVD）：通过气态物质的化学反应，

在衬底表面上淀积一层薄膜材料的过程。物理淀积（PVD）：

在真空中，淀积材料由固体或熔化源的蒸发或用等离子体中

高能气体离子击打出来，并在表面凝聚形成薄膜。

2\磷硅玻璃回流在金属层间，需淀积表面平滑的二氧化硅作

为绝缘层。低温淀积的磷硅玻璃受热后容易变得较软易流

动，可提供一平滑的表面，所以常作为邻近两金属层间的绝

缘层，此工艺称为磷硅玻璃回流

3\氮化硅（Si3N4）：硅片最终的钝化层，能很好地抑制杂质

和潮气的扩;散掩蔽层。在STI工艺中，因其与Si的晶格常

数和热;因其介电系数（7.5）较SiO2（3.9）大，故不用于

ILD，以免产生大的电容，降低芯片的速度。膨胀系数差别

比SiO2大，故需要薄的垫氧; 多晶硅: ：通常用LPCVD方

法淀积。在MOS器件中，掺杂的多晶硅作为栅电极。通过

掺杂可得到铁电的电阻;和二氧化硅优良的界面特性;和后续

高温工艺的兼容性;比金属电极更高的可靠性;在陡峭的结构

上淀积的均匀性;实现栅的自对准工艺

21、等离子增强CVD－Plasma-Enhanced CVD

1、设备的组成：反应室和衬底加热系统、射频功率源、供

气及抽气系统。

优点：淀积温度低，如LPCVD淀积Si3N4温度800－

900 ℃，PECVD仅需350℃。冷壁等离子体反应，产生颗

粒少，需要少的清洗空间等;缺点：填隙能力不足。HDPCVD

具有更好的填隙能力，因而在0.25μm及以后技术节点取代

PECVD

22、高密度等离子CVD-HDPCVD

优点：反应温度低: 300 ℃－400℃；薄膜填充高深宽比间

隙能力强;淀积限制的条件：1、质量传输限制淀积速率

HDPCVD 工艺的基本步骤: 离子诱导淀积; 溅射刻蚀; 再

次淀积;

2、反应速度限制淀积速率--解决折方法：可以通过加温、加

压提高反应速度。；为了获得均匀的淀积速率（厚度），需

保证反应区温度均匀分布

23、介质及其性能－介电常数

遇到的问题: 芯片集成度提高，互连线宽和导线间距减小，

电阻和寄生电容增大，导致RC信号延迟增加。

解决的办法：采用铜作为互连金属减小电阻，采用低k材料

作为层间介质减小电容，从而减小RC信号延迟。

低k介质作为层间介质优点：减少相邻导线间的电耦合损失，

提高导线的传输速率。

高k介质;在DRAM存储器中引入高k介质，以提高存储电

荷（或能量）密度，简化栅介质结构；

特征尺寸缩小，使栅氧厚度减小到几nm，

出现问题:

栅极漏电流增加；多晶硅内杂质扩散到栅氧甚至衬底 控

制栅氧厚度在几纳米的难度较大

第六章：金属化

24、金属化：在绝缘介质膜上淀积金属膜以及随后刻印图形

以形成互连金属线和集成电路的孔填充塞的过程。

互连：由导电材料制成的连线将电信号传输到芯片的不同部

分，也被用于芯片上器件和器件整个封装之间的金属连接。

接触：芯片内部的器件与第一金属层间在硅片表面的连接；

通孔：穿过各种介质从某一金属层到毗邻金属层形成电通路

的开口。充薄膜：填充通孔以便在两层金属间形成电连接。

24、纯铝系统

优点：铝与P 型硅及高浓度N型硅均能形成低欧姆接触；

电阻率低；与SiO2 粘附性强，无需粘附层。能单独作金属

化布线，工艺简单；容易腐蚀，且在腐蚀铝时对SiO2 和

Si 不产生腐蚀

缺点：铝布线的电迁移现象比较严重；硅在铝中的溶解和扩

散，会产生铝尖楔现象，导致浅PN结退化甚至穿通。高温

下与SiO2反应，使铝膜变薄，电阻变大，SiO2受侵蚀。

3SiO2+4Al －> 3Si+2Al2O3 铝是软金属，容易擦伤;金丝与

铝互连线键合会产生黄斑和紫斑，可靠性差。

25、电迁移：外加电场对电子的加速，而撞击晶格上的原子，

使晶格上的原子离开原来的位置。电迁移在金属中的小丘

改进措施：Al-Cu（4%）合金或Al-Si（1~2%）-Cu（2~4%）

合金；采用溅射工艺以确保金属膜合金成分与靶一致。26、克服铝系统缺点的措施：在铝中掺铜（2~4%），可以有效减缓电迁移；在铝中掺硅（1~2%），使硅在铝膜中达到饱和，

可以克服铝对硅的溶解；采用铝丝键合技术，可以克服黄斑和紫斑；采用钝化层保护，可以避免铝膜的擦伤；Al –TiW –Pt –Si 互连系统

27、铜互联的好处：1. 低电阻率2. 功耗低－减少了线的宽度，降低了功耗3. 更高的集成密度－更窄的线宽更少的金属层4. 抗电迁移，比铝高四个数量级，更高的功率密度（电流密度）－铜不需要考虑电迁徙问题5. 更少的工艺步骤－用大马士革方法处理铜具有减少工艺步骤20到30%的潜力28采用铜互连的３个挑战：1. 扩散到氧化区和有源区。（重金属杂质）2. 刻蚀困难（干法刻蚀难以形成挥发性物质）铜不容易形成图形。3. 铜在较低温度下(<200C)极易氧化，且不能生成保护层来阻止进一步的氧化。

29、解决办法：双大马士革中采用CMP，无需刻蚀铜; 钨填充希望被用作局部互联金属和第一层金属与有源区的接触，避免铜刻蚀和铜“中毒”；用于多层金属中的其它金属连线用铜。双大马士革金属化：sio2沉积；siN刻蚀阻挡层沉积；确定通孔图形和刻蚀；沉积保留介质的Sio2；确定互连图形；刻蚀互连槽和通孔；沉积阻挡金属；沉积铜种子层；沉积铜填充；用CMP清除额外的铜；优点：避免金属刻蚀；在刻蚀好的金属线之间不再需要填充介质间隙，

第七章

光刻是将电路/器件图形转移到半导体的表面形成光刻胶图形；

暗场掩膜版：其石英版上大部分被铬援盖亮场掩膜版：有大面积透明的石英，只有很细的铬图形

30、数值孔径(NA)：透镜收集衍射光的能力

。

31、分辨率的计算R=K入/NA

31、影响分辨光刻胶上几何图形的能力的参数：波长、数值孔径和工艺因子。

32、焦深的计算DOF

第十章

刻蚀：用化学或物理的方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。

目的：在涂胶的硅片上正确复制掩膜图形，最后实现图形的步骤。

刻蚀工艺的种类：湿法刻蚀：采用化学溶液，借助化学反应腐蚀硅片中无光刻胶覆盖的部分，要求光刻胶有较强的抗蚀能力。湿法腐蚀具有各向同性，造成侧向腐蚀。限制了器件尺寸向微细化发展，用于特征尺寸较大的刻蚀。干法刻蚀：把硅片表面曝露于气态中产生的等离子体，等离子体通过光刻胶中开出的窗口，与硅片发生物理或化学反应(或这两种反应)，从而去掉曝露的表面材料。刻蚀的主要材料：Silicon、Dielectric、Metal

有图形刻蚀：采用掩蔽层(有图形的光刻胶)来定义要刻蚀掉的表面材料区域，只有硅片上被选择的这一部分在刻蚀过程中刻掉。如：栅、金属互连线、通孔、接触孔和沟槽。无图形刻蚀、反刻或剥离：在整个硅片没有掩膜的情况下进行的，这种刻蚀工艺用于剥离掩蔽层(如STI氮化硅剥离和用于制备晶体管注入侧墙的硅化物工艺后钛的剥离)。

干法刻蚀与湿法刻蚀的比较

优点：刻蚀剖面各向异性，具有非常好的侧壁剖面控制；好的CD 控制（线宽）；最小的光刻胶脱落或粘附问题；好的片内、片间、批次间的刻蚀均匀性；较低的化学制品使用和处理费用。

缺点：干法刻蚀对下层材料的差的刻蚀选择比、等离子体引起器件损伤和昂贵的设备。

扩散：掺杂总量及浓度分布受扩散时间和温度影响；形成特征尺寸较大；扩散温度较高，需氧化物或氮化物作为掩膜。离子注入：杂质总量及浓度分布受注入剂量、能量和推结时间及温度决定。适于小特征尺寸的芯片。注入温度较低，常用光刻胶作为掩膜。

离子注入的优点：离子注入能精确控制掺杂的浓度分布和掺杂深度，易制作极低浓度和浅结注入温度一般不超过400℃，退火温度也较低(650)℃，避免了高温过程带来的不利（如结的推移、热缺陷等）离子注入可选出单一的杂质离子，保证了掺杂

的纯度离子注入扩大了杂质的选择范围；掩蔽膜可用SiO2、

金属膜或光刻胶剂量在1011~1017离子/cm2较宽的范围

内，同一平面内

杂质分布的均匀性无固溶度限制

高温退火：激活杂质(950℃)，修复晶格损伤(500℃)

退火方法：高温炉退火：800-1000度退火30分钟，导致

杂质的再扩散快速热退火：1000℃下短暂时间退火，减小

瞬时增强扩散。

沟道效应：离子沿某些方向渗入的速度比其它方向大，使离

子峰值在Si片更深处或呈现双峰值的杂质分布。

控制沟道效应的方法：注入时，倾斜硅片；掩蔽氧化层；硅

预非晶化；使用质量较大的原子

倒掺杂阱：注入杂质浓度峰值在硅片表面下一定深度处，改

进晶体管抵抗闩锁效应和穿通的能力

穿通：漏耗尽区向轻掺杂沟道区扩展，与源耗尽区连通的现

象。防穿通注入的杂质位于临近源漏区的有源沟道下。

LDD：LDD注入在沟道边缘的界面区域产生复杂的横向和纵

向杂质剖面。减小了结和沟道区间的电场，把结中的最大电

场位置与沟道中的最大电流路径分离，以防止产生热载流

子。

S/D注入：形成重掺杂区。As注入通常用来形成nMOS的

源漏区；B或BF2注入用来形成pMOS的源漏区

多晶硅栅掺杂：在源漏区注入时，对多晶硅栅进行掺杂，以

减小电阻。影响光刻线宽控制

方法：低：填充高：去掉（磨削

传统平坦化技术：反刻玻璃回流；旋涂膜层

CMP技术的优点：全局平坦化；平坦化不同的材料；平坦

化多层材料；减小严重表面起伏；制作金属图形的方法之

一；改善台阶覆盖不使用危险气体；减薄表面材料去除表面

缺陷。

CMP技术的缺点新技术，工艺难度稍大；引入新缺陷；

设备昂贵。

图形密度效应：图形间距窄的区域，即高图形密度区域，通

常比宽图形间距区域的抛光速度快；侵蚀：指在图形区域氧

化物和金属被减簿，即抛光前后氧化层厚度的差。

1、将硅单晶棒制成硅片的过程包括哪些工艺？

答：包括：切断、滚磨、定晶向、切片、倒角、研磨、腐蚀、

抛光、清洗、检验。

2、切片可决定晶片的哪四个参数/

答：切片决定了硅片的四个重要参数：晶向、厚度、斜度、

翘度和平行度。

3、硅单晶研磨清洗的重要性。

答：硅片清洗的重要性：硅片表面层原子因垂直切片方向的

化学键被破坏成为悬挂键，形成表面附近的自由力场，极易

吸附各种杂质，如颗粒、有机杂质、无机杂质、金属离子等，

造成磨片后的硅片易发生变花发蓝发黑等现象，导致低击

穿、管道击穿、光刻产生针孔，金属离子和原子易造成pn

结软击穿，漏电流增加，严重影响器件性能与成品率

45、什么是低K材料？

答：低K材料：介电常数比SiO2低的介质材料

46、与Al 布线相比，Cu 布线有何优点？

答：铜作为互连材料，其抗电迁移性能比铝好，电阻率低，

可以减小引线的宽度和厚度，从而减小分布电容。

4、硅片表面吸附杂质的存在状态有哪些？清洗顺序？

答：被吸附杂质的存在状态：分子型、离子型、原子型

清洗顺序：去分子－去离子－去原子－去离子水冲洗－

烘干、甩干

5、硅片研磨及清洗后为什么要进行化学腐蚀，腐蚀的方法

有哪些？

答：工序目的：去除表面因加工应力而形成的损伤层及污染

腐蚀方式：喷淋及浸泡

6、CMP（CMP-chemical mechanical polishing）包括哪些

过程？

答：包括：边缘抛光：分散应力，减少微裂纹，降低位错排

与滑移线，降低因碰撞而产生碎片的机会。表面抛光：粗抛

光，细抛光，精抛光

7、SiO2按结构特点分为哪些类型？热氧化生长的SiO2属

于哪一类？

答：二氧化硅按结构特点可将其分为结晶形跟非结晶形，热

氧化生长的SiO2为非结晶态。

8、何谓掺杂？

答：在一种材料(基质)中，掺入少量其他元素或化合物，以

使材料(基质)产生特定的电学、磁学和光学性能，从而具有

实际应用价值或特定用途的过程称为掺杂。

9、何谓桥键氧，非桥键氧？它们对SiO2密度有何影响？

答：连接两个Si—O四面体的氧原子称桥联氧原子，只与一

个四面体连接的氧原子称非桥联氧原子。桥联的氧原子数目

越多，网络结合越紧密，反之则越疏松

10、氧化硅的主要作用有哪些？

答：1、作为掩膜，2、作为芯片的钙化和保护膜，3、作为

电隔离膜，4、作为元器件的组成部分。

11、SiO2中杂质有哪些类型？

答：替代式杂质、间隙式杂质

12、热氧化工艺有哪些？

答：有干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化

13、影响氧化速率的因素有？

答：温度、气体分压、硅晶向、掺杂

14、影响热氧化层电性的电荷来源有哪些类型？降低这些电

荷浓度的措施?

答：1）可动离子电荷（Q m）：加强工艺卫生方可以避免

Na+沾污；也可采用掺氯氧化，固定Na+离子；高纯试剂2）

固定离子电荷Q f：（1）采用干氧氧化方法（2）氧化后，高

温惰性气体中退火3）界面陷阱电荷Q it：在金属化后退

火（PMA）；低温、惰性气体退火可降低

4）氧化层陷阱电荷Q ot：选择适当的氧化工艺条件；在惰性

气体中进行低温退火；采用对辐照不灵敏的钝化层可降低

15、为何热氧化时要控制钠离子含量？降低钠离子污染的措

施有哪些？

答：因为氧化层中如含有高浓度的钠，则线性和抛物型

氧化速率常数明显变大。

措施有：加强工艺卫生方可以避免Na+沾污；也可采用掺氯

氧化，固定Na+离子；高纯试剂。

16、热氧化常见的缺陷有？

答：表面缺陷、结构缺陷、氧化层中的电荷

17、氧化膜厚度的测定方法？

答：双光干涉法、比色法

18、热扩散机制有哪些？

答：替位式扩散、填隙式扩散、填隙—替位式扩散

19、扩散源有哪些存在形态？

答：扩散源有气态、液态、固态三种有存在形式。

20、与扩散源相比，离子注入有哪些优点？

答：1.可在较低的温度下,将各种杂质掺入到不同的半导体中;

2.能够精确控制晶圆片内杂质的浓度分布和注入的深度;

3.

可实现大面积均匀性掺杂,而且重复性好; 4.掺入杂质纯度高;

5.由于注入粒子的直射性,杂质的横向扩散小;

6.可得到理想

的杂质分布;7.工艺条件容易控制.

21、什么是沟道效应？如何降低沟道效应？

答：对晶体靶进行离子注入时，当离子注入的方向与靶晶体

的某个晶向平行时，其运动轨迹将不再是无规则的，而是将

沿沟道运动并且很少受到原子核的碰撞，因此来自靶原子的

阻止作用要小得多，而且沟道中的电子密度很低，受到的电

子阻止也很小，这些离子的能量损失率就很低。在其他条件

相同的情况下，很难控制注入离子的浓度分布，注入深度大

于在无定形靶中的深度并使注入离子的分布产生一个很长

的拖尾，注入纵向分布峰值与高斯分布不同，这种现象称为

离子注入的沟道效应。

减少沟道效应的措施：（1）对大的离子，沿沟道轴向(110)

偏离7－10o；（2）用Si，Ge，F，Ar等离子注入使表面预

非晶化，形成非晶层（3）增加注入剂量；（4）表面用SiO2

层掩膜。

22、什么是离子注入损伤？有哪些损伤类型？

答：离子注入损伤，是指获得很大动能的离子直接进入半导

体中造成的一些晶格缺陷。

损伤类型：空位、间隙原子、间隙杂质原子、替位杂质原子

等缺陷和衬底晶体结构损伤。

23、离子注入后为何退火？其作用是什么？

答：因为大部分注入的离子并不是以替位形式处在晶格点阵

位置上，而是处于间隙位置，无电活性，一般不能提供导电性能，所以离子注入后要退火。

其作用是激活注入的离子，恢复迁移率及其他材料参数。24、离子注入主要部件有哪些？

答：有离子源、磁分析器、加速器、扫描器、偏束板和靶室。

25、离子注入工艺需要控制的工艺参数及设备参数有哪些？答：工艺参数：杂质种类、杂质注入浓度、杂质注入深度

设备参数：弧光反应室的工作电压与电流、热灯丝电流、离子分离装置的分离电压及电流、质量分析器的磁场强度、加速器的加速电压、扫描方式及次数

26、何为分辨率、对比度、IC制造对光刻技术有何要求？答：分辨率：是指一个光学系统精确区分目标的能力

对比度：是评价成像图形质量的重要指标

要求：分辨率越来越高、焦深越来越大、对比度越来越高、特征线宽越来越小、套刻精度越来越高

27、光刻工艺包括哪些工艺？

答：底膜处理、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶、检验

28、影响显影的主要因素？

答：曝光时间、前烘的温度和时间、光刻胶的膜厚、显影液的浓度、显影液的温度、显影液的搅动情况

29、显影为何要进行检查？检查内容有哪些？

答：区分哪些有很低可能性通过最终掩膜检验的衬底，提供工艺性能和工艺控制数据，以及分拣出需要重做的衬底

检查内容：掩膜版选用是否正确、光刻胶层得质量是否满足要求、图形的质量、套刻精度是否满足要求

30、什么是正光刻胶，负光刻胶？其组成是？

答：正光刻胶：胶的曝光区在显影中除去，当前常用正胶为DQN，组成为光敏剂重氮醌(DQ)，碱溶性的酚醛树脂(N)，和溶剂二甲苯等。

负光刻胶：胶的曝光区在显影中保留，未曝光区在显影中除去，负胶多由长链高分子有机物组成

31、常见的曝光光源？

答：紫外光源、深紫外光源。

32、常见的光刻对准曝光设备有？

答：接触式光刻机；接近式光刻机；扫描投影光刻机；分步重复投影光刻机；步进扫描光刻机。

34、什么是光敏度，移相掩膜，驻波效应？

光敏度：指单位面积上入射的使光刻胶全部发生反应的最小光能量或最小荷量。

移相掩膜：基本原理是在光掩模的某些透明图形上增加或减少一个透明的介质层，称移相器，使光波通过这个介质层后产生180°的位相差，与邻近透明区域透过的光波产生干涉，抵消图形边缘的光衍射效应，从而提高图形曝光分辨率

驻波效应：在微细图形光刻过程中，一般曝光光源为单色或窄带光源，在由基片、氧化物层和抗蚀剂等组成的多层膜系情况下，由于膜系各层折射率不同，曝光时入射光将在各层膜的界面处发生多次反射，在光致抗蚀剂中形成驻波。36、什么是湿法刻蚀，干法刻蚀？各有什么优缺点？

答：湿法刻蚀：晶片放在腐蚀液中，通过化学反应去除窗口薄膜，得到晶片表面的薄膜图形。优缺点：湿法腐蚀工艺简单，无需复杂设备。保真度差，腐蚀为各向同性，A=0，图形分辨率低。选择比高、均匀性好、清洁性较差

干法刻蚀：刻蚀气体在反应器中等离子化，与被刻蚀材料反应（或溅射），生成物是气态物质，从反应器中被抽出。

优缺点：保真度好，图形分辨率高；湿法腐蚀难的薄膜如氮化硅等可以进行干法刻蚀、清洁性好，气态生成物被抽出；无湿法腐蚀的大量酸碱废液设备复杂；选择比不如湿法37、实际生产中为何使用二步扩散？浓度分布有何特点？答：两步工艺分为预淀积（预扩散）、再分布（主扩散）两步。预淀积是惰性气氛下的恒定源扩散，目的是在扩散窗口硅表层扩入总量Q一定的杂质。再分布是氧气氛或惰性气氛下的有限源扩散，将窗口杂质再进一步向片内扩散，目的是使杂质在硅中具有一定的表面浓度Cs、分布C（x）、且达到一定的结深xj。

预淀积服从余误差分布，再分布服从高斯函数分布。

38、何谓氧化增强扩散，发散区推进效应？产生机理是? 答：在热氧化过程中原存在硅内的某些掺杂原子显现出更高的扩散性，称为氧化增强扩散。

机理：氧化诱生堆垛层错产生大量自填隙Si，间隙-替位式扩散中的“踢出”机制提高了扩散系数。

在npn窄基区晶体管制造中，如果基区和发射区分别扩硼和扩磷，则发现在发射区正下方的基区要比不在发射区正下方的基区深，即在发射区正下方硼的扩散有了明显的增强，这种现象称为发射区推进效应。

机理：由于高浓度扩散磷时会产生大量空位，从而可使发射区正下方的硼得以加速扩散，产生发射极推进效应。

40、IC对金属材料特性有何要求？

答：1、与n＋、p＋硅或多晶硅形成低阻的欧姆接触（接触电阻小），利于提高电路速度，2、抗电迁移性能好，长时间在较高电流密度负荷下，金属材料的电迁移现象不致引起金属引线失效，3、与绝缘体（SiO2）有良好的附着性，4、耐腐蚀，5、易于淀积和刻蚀，6、易于键合，且键合点能经受长期工作，7、多层互连要求层与层之间绝缘性好，不互相扩散和渗透，要求有一个扩散阻挡层

41、Al膜制备方法有？

答：电阻加热蒸发法、电子束蒸发法、溅射法

42、金属在IC中的作用有？

答：1、MOSFET栅电极材料，2、互连材料－－－将同一芯片内的各个独立的元器件连接成为具有一定功能的电路模块，3、接触材料－－－直接与半导体材料接触的材料，以及提供与外部相连的连接点

43、Al/Si 接触中的尖楔现象？

答：Al/Si接触时，Si在Al膜的晶粒间界中快速扩散而离开接触孔的同时，Al就向接触孔内运动，填充因Si离开而留下的空间。在某些接触点处Al就象尖钉一样揳进到Si衬底中去，使pn结失效。这就是“尖楔”现象。

44、何谓“电迁移现象”？如何提高抗电迁移能力？

答：电迁移现象：大电流密度作用下的质量输运现象，即沿电子流方向进行的质量输运，在一个方向形成空洞，而在另一个方向由于铝原子的堆积形成小丘，前者使互连引线开路或断裂，而后者造成光刻困难和多层布线之间的短路。

结构的影响和“竹状”结构的选择、Al－Cu合金和Al－Si－Cu合金、三层夹心结构

课后习题

1.硅熔料含0.1％原子百分比的磷，假定溶液总是均匀

的，计算当晶体拉出10％，50％，90％时的掺杂浓度。

已知：硅晶体原子密度为：5×1022atoms/cm3, 含0.1％原子百分比的磷, 熔料中磷浓度为：

C0p=5×1022×0.1％=5×1019atoms/cm3；k p=0.8

由

1

)

1(-

-

=k

s

X

kC

C计算得：

C10%p=k P C0p×0.9 kp-1=0.8×5×1019×0.9-0.2=4.09×

1019 atoms/cm3

C50%p=0.8×5×1019×0.5-0.2=4.59×1019 atoms/cm3

C90%p=0.8×5×1019×0.1-0.2=6.34×1019 atoms/cm3 2.比较硅单晶锭CZ、MCZ和FZ三种生长方法的优缺点？

答：CZ法工艺成熟可拉制大直径硅锭，但受坩锅熔融带来

的O等杂质浓度高，存在一定杂质分布，因此，相对于MCZ

和FZ法，生长的硅锭质量不高。当前仍是生产大直径硅锭

的主要方法。

MCZ法是在CZ技术基础上发展起来的，生长的单晶硅质量更好，能得到均匀、低氧的大直径硅锭。但MCZ设

备较CZ设备复杂得多，造价也高得多，强磁场的存在使得

生产成本也大幅提高。MCZ法在生产高品质大直径硅锭上

已成为主要方法。

FZ法与CZ、MCZ法相比，去掉了坩埚，因此没有坩埚带来的污染，能拉制出更高纯度、无氧的高阻硅，是制备

高纯度，高品质硅锭，及硅锭提存的方法。但因存在熔融区

因此拉制硅锭的直径受限。FZ法硅锭的直径比CZ、MCZ

法小得多。

3.比较分子束外延(MBE)生长硅与气相外延（VPE）生

长硅的优缺点。

答：MBE与VPE相比生长硅，MBE可精确控制外延层厚

度，能生长极薄的硅外延层；且外延温度低，无杂质再分布

现象，且工艺环境清洁，因此硅外延层杂质分布精确可控，能形成复杂杂质结构的硅外延层。但MBE工艺设备复杂、

工艺成本高、效率低。

1.比较APCVD、LPCVD和PECVD三种方法的主要异同？主要优缺点？

答：从三种方法的工艺原理上看，APCVD、LPCVD是热激活并维持化学反应发生，而PECVD是采用电能将反应气体等离子化从而热激活并维持化学反应发生的。

APCVD工艺温度一般控制在气相质量输运限制区，采用冷壁式反应器，在薄膜淀积过程中应精确控制反应剂成分、计量和气相质量输运过程。主要缺点是有气相反应形成的颗粒物。

LPCVD工艺温度一般控制在表面反应限制区，对反应剂浓度的均匀性要求不是非常严格，对温度要求严格。因此多采用热壁式反应器，衬底垂直放置，装载量大，更适合大批量生产，气体用量少，功耗低，降低了生产成本。颗粒污染现象也好于APCVD。

PECVD工艺是典型的表面反应速率控制淀积方法，需要精确控制衬底温度。最大特点是工艺温度较低，所淀积薄膜的台阶覆盖性、附着性也好于APCVD和PECVD。但薄膜一般含有氢等气体副产物，质地较疏松，密度低。

2.等离子体是如何产生的？PECVD是如何利用等离子

体的？

答：对低压气体施加电场时，出现辉光放电现象，气体被击

穿，有一定的导电性，这种具有一定导电能力的气态混合物

是由正离子、电子、光子以及原子、原子团、分子和它们的

激发态所组成的，被称为等离子体。

PECVD是采用等离子体技术把电能耦合到反应气体中，激活并维持化学反应进行，从而淀积薄膜的一种工艺方

法。利用等离子体技术能提高化学反应速度，进而降低化学

反应对温度的敏感，使之在较低温度下进行薄膜淀积。

3.PEVCD法为何能在较低温度淀积氮化硅薄膜。

答：采用等离子体技术，反应气体如SiH4/NH3被等离子化

后在较低温度反应、淀积，生长成Si3N4薄膜。

4.磁控溅射主要有哪几种？特点是什么？

答：磁控溅射按电场划分有直流、中频和射频磁控溅射；

按可安装靶的数量划分有单靶和多靶；按靶与磁场几何结构

划分又有同轴型、平面型和S枪型等多种。

直流只能溅射导电金属薄膜；中频、射频除可用于溅射导电

金属薄膜还可用于溅射半导体、绝缘体薄膜。单靶只能一次

溅射一层薄膜，多靶能一次溅射多层薄膜及复杂结构的薄

膜。

5.淀积薄膜的应力与其淀积温度有关吗？请解释。

答：有关，薄膜的淀积一般高于室温，而薄膜和衬底材料的

热膨胀系数一般也不同，薄膜淀积完成之后，由淀积温度冷

却到室温，就会在在薄膜中产生应力。

6.解释为什么薄膜应力与测量时薄膜的温度有关？为什

么？

答：薄膜中的应力按成因划分有本征应力和非本征应力。本

征应力一般来源于薄膜淀积工艺本身是非平衡过程；非本征

应力是由薄膜结构之外的因素引起的，最常见的来源是薄膜

淀积温度高于室温，而通常薄膜和衬底材料的热膨胀系数不

同，薄膜淀积完成之后，由淀积温度冷却到室温就在薄膜中

产生应力。测量温度的变化相当于“室温”的变化，因此测量

应力值与测量时温度的有关

1.掺氯氧化为何对提高氧化层质量有作用？

HCl的氧化过程，实质上就是在热生长SiO2膜的同时，在SiO2中掺入一定数量的氯离子的过程。所掺入的氯离子

主要分布在Si- SiO2界面附近100?左右处。氯在氧化膜中

的行为是比较复杂的，从实验观察分析认为有以下几种情

况：（1）氯是负离子，在氧化膜中集中必然造成负电荷中心，它与正电荷的离子起中和作用；（2）它能在氧化膜中形成某

些陷阱态来俘获可动离子；（3）碱金属离子和重金属离子能

与氯形成蒸气压高的氯化物而被除去；（4）在氧化膜中填补

氧空位，与硅形成Si-Cl键或Si-O-Cl复合体，因此降低了

固定正电荷密度和界面态密度(可使固定正电荷密度降低约

一个数量级)。掺氯氧化同时减少固定电荷等氧化膜缺陷，提

高氧化膜平均击穿电压，增加氧化速率，提高硅中少数载流

子寿命等。

集成电路制造技术原理与技术试题库样本

填空题( 30分=1分*30) (只是答案)半导体级硅、 GSG 、电子级硅。CZ法、区熔法、硅锭、wafer 、硅、锗、单晶生长、整型、切片、磨片倒角、刻蚀、 ( 抛光) 、清洗、检查和包装。 100 、110 和111 。融化了的半导体级硅液体、有正确晶向的、被掺杂成p型或n型、实现均匀掺杂的同时而且复制仔晶的结构, 得到合适的硅锭直径而且限制杂质引入到硅中、拉伸速率、晶体旋转速率。去掉两端、径向研磨、硅片定位边和定位槽。制备工业硅、生长硅单晶、提纯) 。卧式炉、立式炉、快速热处理炉。干氧氧化、湿氧氧化、水汽氧化。工艺腔、硅片传输系统、气体分配系统、尾气系统、温控系统。局部氧化LOCOS、浅槽隔离STI。掺杂阻挡、表面钝化、场氧化层和金属层间介质。热生长、淀积、薄膜。石英工艺腔、加热器、石英舟。APCVD常压化学气相淀积、 LPCVD低压化学气相淀积、 PECVD等离子体增强化学气相淀积。晶核形成、聚焦成束、汇聚成膜。同质外延、异质外延。膜应力、电短路、诱生电荷。导电率、高黏附性、淀积、平坦化、可靠性、抗腐蚀性、应力等。CMP设备、电机电流终点检测、光学终点检测。平滑、部分平坦化、局部平坦化、全局平坦化。磨料、压力。使硅片表面和石英掩膜版对准并聚焦, 包括图形) ; ( 经过对光刻胶曝光, 把高分辨率的投影掩膜版上图形复制到硅片上) ; ( 在单位时间内 生产出足够多的符合产品质量规格的 硅片) 。化学作用、物理作用、化 学作用与物理作用混合。介质、金 属。在涂胶的硅片上正确地复制掩膜 图形。被刻蚀图形的侧壁形状、各 向同性、各向异性。气相、液相、固 相扩散。间隙式扩散机制、替代式扩 散机制、激活杂质后。一种物质在另 一种物质中的运动、一种材料的浓度 必须高于另一种材料的浓度) 和 ( 系统内必须有足够的能量使高浓 度的材料进入或经过另一种材料。热 扩散、离子注入。预淀积、推进、 激活。时间、温度。扩散区、光刻 区、刻蚀区、注入区、薄膜区、抛 光区。硅片制造备 ) 、 ( 硅片制 造 ) 、硅片测试和拣选、 ( 装配 和封装、终测。微芯片。第一层 层间介质氧化物淀积、氧化物磨抛、 第十层掩模、第一层层间介质刻蚀。 钛淀积阻挡层、氮化钛淀积、钨淀 积、磨抛钨。 1．常见的半导体材料为何选择硅? ( 6分) ( 1) 硅的丰裕度。硅是地球上第二丰 富的元素, 占地壳成分的25%; 经合 理加工, 硅能够提纯到半导体制造所 需的足够高的纯度而消耗更低的成 本; ( 2) 更高的熔化温度允许更宽的工 艺容限。硅1412℃>锗937℃ ( 3) 更宽的工作温度。用硅制造的半 导体件能够用于比锗更宽的温度范围, 增加了半导体的应用范围和可靠性; ( 4) 氧化硅的自然生成。氧化硅是一 种高质量、稳定的电绝缘材料, 而且 能充当优质的化学阻挡层以保护硅不 受外部沾污; 氧化硅具有与硅类似的 机械特性, 允许高温工艺而不会产生 过度的硅片翘曲; 2．晶圆的英文是什么? 简述晶圆 制备的九个工艺步骤。( 6分) Wafer。 （1）单晶硅生长: 晶体生长是把半导 体级硅的多晶硅块转换成一块大的单 晶硅。生长后的单晶硅被称为硅锭。 可用CZ法或区熔法。 （2）整型。去掉两端, 径向研磨, 硅 片定位边或定位槽。 （3）切片。对200mm及以上硅片而言, 一般使用内圆切割机; 对300mm硅片 来讲都使用线锯。 （4）磨片和倒角。切片完成后, 传统 上要进行双面的机械磨片以去除切片 时留下的损伤, 达到硅片两面高度的 平行及平坦。硅片边缘抛光修整, 又 叫倒角, 可使硅片边缘获得平滑的半 径周线。 （5）刻蚀。在刻蚀工艺中, 一般要腐 蚀掉硅片表面约20微米的硅以保证 所有的损伤都被去掉。 （6）抛光。也叫化学机械平坦化 ( CMP) , 它的目标是高平整度的光滑 表面。抛光分为单面抛光和双面抛光。 （7）清洗。半导体硅片必须被清洗使 得在发给芯片制造厂之前达到超净的 洁净状态。 （8）硅片评估。 （9）包装。

机械制造技术基础大作业-转向节机械加工工艺及关键问题分析

《机械制造技术基础》 课程大作业2 大批生产转向节机械加工工艺 及关键问题分析 院（系）： 专业：机械设计制造及其自动化 学生： 学号： 班号： 2012 年5 月

1.题目及要求 (1)机械加工工艺路线（工序安排） a)①工艺方案分析（加工重点、难点） b)②工序编排（加工顺序、内容） c)③加工设备和工艺装备 (2)关键问题分析（Ⅰ、Ⅱ、┅、┅） ①加工工艺问题 ②装夹问题 ③生产率问题 ④新技术 (3)解决关键问题的工艺措施（参阅资料） (4)零件三维图及二维工程图

2. 工艺方案分析 此转向节有多处加工表面，且空间位置复杂，它们之间都有一定的位置要求。根据待加工表面的分布和特点，可以把这些加工表面分为三组。分别为杆部及法兰盘、体部和转向臂。现分述如下： (1) 以中心孔定位加工法兰盘及杆部 以车削为主，配合磨削完成M20×（有效长度）端头螺纹，?28?0 .15?0 .03轴颈， ?44?0 .15?0 .03轴颈，?56?0 .15?0 .03轴颈以及端面A 、B 、C 、D 、E 、F 和倒角的加工。 (2) 以?28?0 .15?0 .03、?56?0 .15?0 .03轴颈、中心孔以及端面A 定位加工转向节臂部和体部 这一组加工表面包括：转向节臂上和体部凸台处?15销孔、16±铣扁、?45 0 +0 .05主销孔及其端面，体部?26沉孔和M20×上的销孔。 (3) 以?45 0 +0 .05主销孔及其端面定位加工的体部 这一组加工表面包括：?20凸台及上面的M10螺纹孔，体部的上下锥孔，法兰盘上4个螺纹孔间距42的两R10凸台及其上的? 10. 3螺栓孔和主销孔铣断。 这些加工表面之间有着一定的位置要求，主要包括： 1) ?45 0+0 .05主销孔，位置尺寸910 +0 .5； 2) 端面F ，位置尺寸72 ?0.5 0； 3) 上下螺栓孔?10. 3～10. 5，位置尺寸26±； 4) 转向节臂部销孔?15位置尺寸124±； 5) 体部?26沉孔，保证尺寸18±； 加工重点：由于主销孔和法兰面、轴颈是其他加工表面精加工的尺寸基准和定位基准，其尺寸和位置精度要求较高。因此采用互为基准的方式进行加工。即先以轴颈和法兰面为定位基准加工主销孔，再以主销孔为定位基准加工法兰面和轴颈。 由以上分析可知，对于上述的加工表面，可以按照上述的先后顺序，借助专用夹具在通用机床上加工完成。

03机械制造技术基础期末考试试题

机械制造技术基础期末考试 一、填空选择题（30分） 1．工序是指 。 2．剪切角增大，表明切削变形（增大，减少）；当切削速度提高时，切削变形（增大，减少）。 3．当高速切削时，宜选用（高速钢，硬质合金）刀具；粗车钢时，应选用（YT5、YG6、 YT30）。 4．CA6140车床可加工 、 、 、 等四种螺纹。 5．不经修配与调整即能达到装配精度的方法称为（互换法、选配法）。 6．当主偏角增大时，刀具耐用度（增加，减少），当切削温度提高时，耐用度（增加、减少）。 7．在四种车刀中，转位车刀的切削性能（最好，最差）；粗磨时应选择（硬，软）砂轮。 8．机床的基本参数包括 、 、 。 9．滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称（成形运动、辅助运动）。滚斜齿与滚直齿的区别 在于多了一条（范成运动、附加运动）传动链。 10．衡量已加工表面质量的指标有 。 11．定位基准面和定位元件制造误差引起的定位误差称（基准不重合、基准位置）误差，工 件以平面定位时，可以不考虑（基准不重合、基准位置）误差。 12．测量误差是属于（系统、随机）误差，对误差影响最大的方向称 方向。 13．夹紧力的方向应与切削力方向（相同，相反），夹紧力的作用点应该（靠近，远离）工 件加工表面。 14．辅助支承可以消除（0、1、2）个自由度，限制同一自由度的定位称（完全定位、过定 位）。 15．磨削加工时，应选择（乳化液，切削油），为改善切削加工性，对不锈钢进行（退火， 淬火）处理。 二、端面车刀的切削部分的结构由哪些部分组成？绘图表示表示端面车刀的六个基本角度。 （8分） 三、金属切削过程的本质是什么？如何减少金属切削变形？（8分） 四、列出切削英制螺纹的运动方程式，并写出CA6140车床进给箱中增倍变速组的四种传动 比。（8分） 五、加工下述零件，要求保证孔的尺寸B ＝30＋0.2，试画出尺寸链，并求工序尺寸L 。（8分） 六、磨一批d ＝12016 .0043.0φ--mm 销轴，工件尺寸呈正态分布，工件的平均尺寸X ＝11.974，均

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Comment [u1]: 这几种属于传统的切 削加工，特种加工包括：电火花成型加工和电火花线切割加工,超声波加工等 1 1.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 2.机械加工由若干工序组成。工序又可分为 安装，工位，工步，走刀。 3.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批（小批,中批,大批）生产，大量生产。 4.材料去除成型加工包括 传统的切削加工和特种加工。 5.金属切削加工的方法有 车削，钻削，镗削，铣削，磨削，刨削。 6.工件上三个不断变化的表面 待加工表面，过渡表面（切削表面）， 已加工表面。（详见P58） 7.切削用量是以下三者的总称。 （1）切削速度，主运动的速度。 （2）进给量， 在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。（3）背吃刀量 工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。8.母线 和 导线 统称为形成表面的 发生线。9.形成发生线的方法 成型法，轨迹法，展成法，相切法。10.表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。 11.机床的分类：（1）按机床万能性程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 （2）按机床精度分为：普通机床，精密机床，高精度机床。（3）按自动化程度分为：一般机床，半自动机床，自动机床。（4）按重量分为：仪表机床，一般机床，大型机床，重型机床。 （5）按机床主要工作部件数目分为：单刀机床，多刀机床，单轴机床，多轴机床。（6）按机床具有的数控功能分:普通机床，一般数控机床，加工中心，柔性制造单元等。 12.机床组成：动力源部件，成型运动执行件，变速传动装置，运动控制装置，润滑装置，电气系统零部件，支承零部件，其他装置。 13.机床上的运动：（1）切削运动（又名表面成型运动），包括： 1、主运动 使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运动。 2、进给运动 不断将多 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 我去人也就有人！为UR扼腕入站内信不存在向你偶同意调剖沙

机械制造技术基础教学大纲吉林大学、机械工业出版社

《制造技术基础A》教学大纲 课程编码：08297019 课程名称：制造技术基础A 英文名称：Fundamentals of Manufacturing Technology A 开课学期：6 学时/学分：68 / 4 （其中实验学时：8学时） 课程类型：学科基础必修课 开课专业：机械类专业本科生 选用教材：《机械制造技术基础》吉林大学、机械工业出版社2004年1月第一版 主要参考书： 1、卢秉恒、于骏一、张福润主编：《机械制造技术基础》，机械工业出版社1999年版。 2、包善斐、王龙山、于骏一主编：《机械制造工艺学》，吉林科技出版社1995年版。 3、王宝玺主编：《汽车拖拉机制造工艺学》，机械工业出版社2000年出版。 4、周泽华主编：《金属切削原理》，上海科学技术出版社2000年出版。 执笔人：邹青 一、课程性质、目的与任务 《制造技术基础》是学科基础必修课，具有较强的实践性和应用性，为将来解决制造中的技术问题打基础，是机械类专业学生的一门主干技术基础课。本课程的任务是培养学生掌握金属切削过程的基本规律，掌握机械加工的基本知识，能选择加工方法与机床、刀具、夹具及加工参数，掌握机械加工精度和表面质量的基本理论和基本知识，使学生具有工艺设计和夹具设计的基本技能。通过实践教学环节培养学生分析解决工程实际问题的能力和工程设计能力。 在教学过程中要综合运用先修课程中所学到的有关知识与技能，结合各种实践教学环节，进行机械工程技术人员所需的基本训练，为学生进一步学习有关专业课程和有目的从事机械设计、制造工作打下基础。因此制造技术基础课程在机械类专业的教学计划中占有重要的地位和作用。 二、教学基本要求 1、掌握下列基本理论：金属切削基本理论；机械制造质量分析与控制理论；零件机械加工工艺规程设计及装配工艺设计原理；机床夹具设计原理；设计工艺性评价。 2、了解下列知识：机械加工方法与装备；计算机辅助机械制造；先进制造技术。 3、掌握下列基本技能：能够按实验指导书进行实验操作，并能初步分析结果；能够制订中等复杂程度零件的机械加工工艺规程；能够设计中等复杂程度的机床夹具。 4、初步掌握下列基本技能：能够综合分析制造过程中的一般问题；能够设计一般机器的装配工艺规程。 5、注重培养学生的思维能力，采用理论与实践相结合的方法进行教学，培养和提高学生分析解决工程实际问题的能力和工程设计能力。 三、各章节内容及学时分配 第一章绪论（3学时） 教学目的与要求

(完整版)《机械制造技术基础》期末考试试卷及答案,推荐文档

《机械制造技术基础》期末考试试题及答案 一、填空题（每空1分，共15分） 1．切削时工件上形成的三个表面是已加工表面、过渡表面和待加工表面。 2．工件与刀具之间的相对运动称为切削运动，按其功用可分为主运动和进给运动，其中 建议收藏下载本文，以便随时学习！ 主运动消耗功率最大。 3．在磨削过程中，磨料的脱落和破碎露出新的锋利磨粒，使砂轮保持良好的磨削能力的 特性称为砂轮的自锐性。 4．按照切削性能，高速钢可分为普通性能高速钢和高性能高速钢两种，超硬刀具材料主 要有陶瓷、金刚石和立方氮化硼三种 5．在CA6140车床上加工不同标准螺纹时，可以通过改变挂轮和离合器不同的离合状态 来实现。 6．CA6140上车圆锥面的方法有小滑板转位法、_尾座偏移法和靠模法。 7．外圆车刀的主偏角增加，背向力F p减少，进给力F f增大。 8．切削用量要素包括切削深度、进给量、切削速度三个。 9．加工脆性材料时，刀具切削力集中在刀尖附近，宜取较小的前角和后角。 10．在车削外圆时，切削力可以分解为三个垂直方向的分力，即主切削力，进给抗力和切深抗力，其中在切削过程中不作功的是切深抗力。 11．金刚石刀具不适合加工铁族金属材料，原因是金刚石的碳元素与铁原子有很强的化学亲和作用，使之转化成石墨，失去切削性能。 12．研磨可降低加工表面的粗糙度，但不能提高加工精度中的位置精度。 13．滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称范成运动。滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条附加运动传动链。 14．为了防止机床运动发生干涉，在机床传动机构中，应设置互锁装置。 15．回转,转塔车床与车床在结构上的主要区别是,没有_尾座和丝杠 二、单项选择题（每题1分，20分） 1、安装外车槽刀时，刀尖低于工件回转中心时，与其标注角度相比。其工作角度将会：（ C ） A、前角不变，后角减小； B、前角变大，后角变小； C、前角变小，后角变大； D、前、后角均不变。 2、车外圆时，能使切屑流向工件待加工表面的几何要素是：（A ） A、刃倾角大于0°； B、刃倾角小于0°； C、前角大于0°； D、前角小于0°。 3、铣床夹具上的定位键是用来（B）。 A、使工件在夹具上定位 B、使夹具在机床上定位 C、使刀具对夹具定位 D、使夹具在机床上夹紧 4、下列机床中，只有主运动，没有进给运动的机床是（ A ） A、拉床 B、插床 C、滚齿机 D、钻床 5、车削外圆时哪个切削分力消耗功率为零？（ B ） A、主切削力； B、背向力； C、进给力； D、摩擦力。 6、在金属切削机加工中，下述哪一种运动是主运动（ C ） A、铣削时工件的移动 B、钻削时钻头直线运动 C、磨削时砂轮的旋转运动 D、牛头刨床工作台的水平移动 7、控制积屑瘤生长的最有效途径是（ A ）

机械制造技术基础知识点整理讲解学习

机械制造技术基础知 识点整理

1.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 2.机械加工由若干工序组成。工序又可分为安装，工位，工步，走刀。 3.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批（小批,中批,大批）生产，大量生产。 4.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。 5.金属切削加工的方法有车削，钻削，镗削，铣削，磨削，刨削。 6.工件上三个不断变化的表面待加工表面，过渡表面（切削表面），已加工表面。（详见P58） 7.切削用量是以下三者的总称。 （1）切削速度，主运动的速度。 （2）进给量，在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。 （3）背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。 8.母线和导线统称为形成表面的发生线。 9.形成发生线的方法成型法，轨迹法，展成法，相切法。 10.表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。 11.机床的分类：（1）按机床万能性程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 （2）按机床精度分为：普通机床，精密机床，高精度机床。 （3）按自动化程度分为：一般机床，半自动机床，自动机床。 （4）按重量分为：仪表机床，一般机床，大型机床，重型机床。 （5）按机床主要工作部件数目分为：单刀机床，多刀机床，单轴机床，多轴机床。 （6）按机床具有的数控功能分:普通机床，一般数控机床，加工中心，柔性制造单元等。 12.机床组成：动力源部件，成型运动执行件，变速传动装置，运动控制装置，润滑装置，电气系统零部件，支承零部件，其他装置。

13.机床上的运动：（1）切削运动（又名表面成型运动），包括： 1、主运动使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运 动。 2、进给运动不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运 动。（可以是一个或几个） （2）辅助运动。分度运动，送夹料运动，控制运动，其他各种空程运动 14.刀具分类： （1）按刀具分为切刀，孔加工刀具，铣刀，拉刀，螺纹刀具，齿轮刀具，自动化加工刀具。 （2）按刀具上主切削刃多少分为单刃刀具，多刃刀具。 （3）按刀具切削部分的复杂程度分为一般刀具，复杂刀具。 （4）按刀具尺寸和工件被加工尺寸的关系分为定尺寸刀具，非定尺寸刀具。 （5）按刀具切削部分本身的构造分为单一刀具和复杂刀具。 （6）按刀具切削部分和夹持部分之间的结构关系分为整体式刀具和装配式刀具。 15.切刀主要包括车刀，刨刀，插刀，镗刀。 16.孔加工刀具有麻花钻，中心钻，扩孔钻，铰刀等。 17.用得最多的刀具材料是高速钢和硬质合金钢。 18.高速钢分普通高速钢和高性能高速钢。 19.高性能高速钢分钴高速钢，铝高速钢，高钒高速钢。 20.刀具的参考系分为静止（标注）角度参考系和工作角度参考系。 21.静止（标注）角度参考系由主运动方向确定，工作角度参考系由合成切削运动方向确定。 22.构成刀具标注角度参考系的参考平面有基面，切削平面，正交平面，法平面，假定工作平面，背平面。

集成电路制造工艺流程之详细解答

集成电路制造工艺流程之详细解答 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多

机械制造技术基础期末试题及答案

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名词解释 避免空走刀；或是车削完后把工件从原材料上切下来。（4.3） 表面质量：通过加工方法的控制，使零件获得不受损伤甚至有所增强的表面状态。包括表面的几何形状特征和表面的物理力学性能状态。 标注角度与工作角度刀具的标注角度是刀具制造和刃磨的依据，主要有：前角、后角、主偏角、副偏角和刃倾角。切削加工过程中，由于刀具安装位置的变化和进给运动的影响，使得参考平面坐标系的位置发生变化，从而导致了刀具实际角度与标注角度的不同。刀具在工作中的实际切削角度称为工作角度。 粗基准——未经过机械加工的定位基准称为粗基准。 常值系统误差当连续加工一批零件时,这类误差的大小和方向或是保持不变 刀具耐用度：是指刃磨后的刀具从开始切削至磨损量达到磨钝标准为止所用的切削时间 刀具标注后角：后刀面与切削平面之间的夹角 刀具标注前角：基面与前刀面的夹角 刀具寿命是指一把新刀具从开始投入使用直到报废为止的总切削时间 定位：使工件在机床或夹具中占有准确的位置。 定位基准在加工时，用以确定工件在机床上或夹具中正确位置所采用的基准 积屑瘤粘附到刀具的前刀面上靠近刀刃处，形成的一块很硬的楔状金属瘤，通常称为积屑瘤，也叫刀瘤， 机械加工工艺系统在机械加工中,由机床、刀具、夹具与被加工工件一起构成了一个实现某种加工方法的整体系统, 机械加工工艺规程把工艺过程的有关内容，用工艺文件的形式写出来，称为机械加工工艺规程。 机械加工表面质量，是指零件在机械加工后被加工面的微观不平度，也叫粗糙度 精基准：用加工过的表面作定位基准，这种定位基准称为精基准。 基准：零件上用以确定其他点、线、面位置所依据的那些点、线、面。（2.2） 夹紧：在工件夹紧后用外力将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的操作。 加工精度：零件加工后的实际几何参数和理想几何参数符合程度。加工误差：零件加工后的实际参数和理想几何参数的偏离程度。 金属的可焊性——指被焊金属在采用一定的焊接方法、焊接材料、工艺参数 及结构型式的条件下，获得优质焊接接头的难易程度。 金属的可锻性指金属接受锻压加工的难易程度。金属可锻性好，表明金属易于锻压成型。 分型面——两个铸型相互接触的表面，称为分型面。 过定位：也叫重复定位，指工件的某个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制。 工步：在加工表面不变，加工刀具不变，切削用量不变的条件下所连续完成的那部分工序。 工序——机械加工过程中，一个或一组工人在一个工作地点，对一个或一组工件连续完成的那部分工艺过程，称为工序。 工序集中就是将零件的加工集中在少数几道工序中完成，每道工序加工的内容多 工序分散：工序数多而各工序的加工内容少 工序余量：相邻两工序的尺寸之差，也就是某道工序所切除的金属层厚度 工艺能力系数使公差δ和△随（6σ）之间有足够大的比值，这个比值Cp 工艺过程：在生产过程中凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等使其成为成品或半成品的过程。工艺规程：人们把合理工艺过程的有关内容写成工艺文件的形式，用以指导生产这些工艺文件即为工艺规程。 工艺基准：在加工和装配中使用的基准。包括定位基准、度量基准、装配基准。

(完整word版)《机械制造技术基础》知识点整理

第一章机械制造系统和制造技术简介 1.制造系统：制造过程及其所涉及的硬件，软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体，称为制造系统。 2.制造系统在运行过程中总是伴随着物料流，信息流和能量流的运动。 3.制造过程由技术准备，毛坯制造，机械加工，热处理，装配，质检，运输，储存等过程组成。 4.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 5.机械加工由若干工序组成。 6.机械加工中每一个工序又可分为安装，工位，工步，走刀等。 7.工序：一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程。 8.安装:在一个工序中，工件在机床或夹具中每定位和加紧一次，称为一个安装。 9.工位：在工件一次安装中，通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置每占据一个加工位置称为一个工位。 10.工步：在一个工序内，加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容称为工步。 11.走刀：切削刀具在加工表面切削一次所完成的加工内容。 12.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批生产，大量生产。 13.成批生产分小批生产，中批生产，大批生产。 14.机械加工的方法分为材料成型法，材料去除法，材料累加法。 15. 材料成型法是将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。 16.材料成型工艺包括铸造，锻造，粉末冶金，连接成型。 17.影响铸件质量关键因素是液态金属流动性和在凝固过程中的收缩性。 18.常用铸造工艺有：普通砂型铸造，熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造，陶瓷铸造。 19.锻造工艺分自由锻造和模膛锻造。 20.粉末冶金分固相烧结和含液相烧结。 21.连接成型分可拆卸的连接和不可拆卸的连接（如焊接，粘接，卷边接和，铆接）。 22.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。 23.金属切削加工的方法有车削，钻削，膛削，铣削，磨削，刨削。 24.切削运动可分主运动和进给运动。 25.主运动使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运动。 26.进给运动不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运动。（可以是一个或几个） 27.工件上三个不断变化的表面待加工表面，过渡表面（切削表面），已加工表面。 28.切削要素包括切削用量和切削层的几何参数。 29.切削用量是切削速度，进给量，背吃刀量的总称。 30.切削速度主运动的速度。 31.进给量在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。 32.背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。

机械制造技术基础期末复习题

定位误差计算 1.有一批直径为0 d d δ-的轴，要铣一键槽，工件的定位方案如图所示（V 形块角度为90°），要保证尺寸m 和n 。试分别计算各定位方案中尺寸m 和n 的定位误差。 (a) (b) (c) 2.如图钻孔，保证A ，采用a)～d)四种方案，试分别进行定位误差分析（外圆50 01 .0-φ ）。 3.如图同时钻两孔，采用b)～c)两种钻模，试分别进行定位误差分析。

4.钻直径为φ 10的孔，采用a ）、b)两种定位方案，试分别计算定位误差。 【 a) b) 5.如图在工件上铣台阶面，保证工序尺寸A ，采用V 形块定位，试进行定位误差分析。 6.如图钻d 孔，保证同轴度要求，采用a)～d) 四种定位方式，试分别进行定位误差分析。 （其中900 = α，05.030±=φd ）

8.图所示齿轮坯在V形块上定位插齿槽，要求保证工序尺寸H=+。已知：d=φ,D=φ35+。若不计内孔与外圆同轴度误差的影响,试求此工序的定位误差。 > 加工误差计算 1.在两台相同的自动车床上加工一批小轴的外圆，要求保证直径Φ11±，第一台加工1000 件，其直径尺寸按正态分布，平均值X 1=，均方差 σ 1=。第二台加工500件，其直径尺寸 也按正态分布，且X 2=，均方差 σ 2=。试求: (1)在同一图上画出两台机床加工的两批工件的尺寸分布图，并指出哪台机床的工序精度高 (2)计算并比较哪台机床的废品率高,并分析其产生的原因及提出改进的办法。 注：

2. 态分布，分布中心的尺寸X ＝，均方根差σ＝，求： (1)这批工件的废品率是多少 / (2)产生废品的原因是什么性质的误差 3. 在甲、乙两台机床上加工同一种零件，工序尺寸为50±。加工后对甲、乙机床加工的零件分别进行测量，结果均符合正态分布，甲机床加工零件的平均值 甲 =50,均方根偏差 甲 ＝，乙机床加工零件的平均值 乙=，均方根偏差 乙＝， 试问： (1)在同一张图上画出甲、乙机床所加工零件尺寸分布曲线； (2)判断哪一台机床不合格品率高 (3)判断哪一台机床精度高 4. 加工一批尺寸为Φ的小轴外圆，若尺寸为正态分布，均方差σ=，公差带中点小于尺寸分布中心0.03mm 。试求：1）加工尺寸的常值系统误差、变值系统误差以及随机误差引起的尺寸分散范围2）计算这批零件的合格率及废品率 5.加工一批工件的内孔，其内孔直径设尺寸为 mm,若孔径尺寸服从正态分布，且分散范围等于公差值，分布中心与公差中心重合，试求1000个零件尺寸在 mm 之间的工件数量是多少 > 6. 镗孔公差T=,σ=,已知不能修复的废品率为%，试绘出正态分布曲线图，并求产品的合格率 X σ X σ025.25020.25Φ-Φ2503 .00+Φ

集成电路制造工艺流程

集成电路制造工艺流程 1.晶圆制造( 晶体生长-切片-边缘研磨-抛光-包裹-运输 ) 晶体生长(Crystal Growth) 晶体生长需要高精度的自动化拉晶系统。 将石英矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.。 采用精炼石英矿而获得的多晶硅，加入少量的电活性“掺杂剂”，如砷、硼、磷或锑，一同放入位于高温炉中融解。 多晶硅块及掺杂剂融化以后，用一根长晶线缆作为籽晶，插入到融化的多晶硅中直至底部。然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。 此过程称为“长晶”。 硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。 硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。 切片(Slicing) /边缘研磨(Edge Grinding)/抛光(Surface Polishing) 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。 然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。 包裹(Wrapping)/运输(Shipping) 晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。 晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。 2.沉积 外延沉积 Epitaxial Deposition 在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。 现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD)方法生长硅薄膜。外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。 过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。 由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多

机械制造技术基础期末考试题

22机械制造技术基础（试题1） 一、填空选择题（30分） 1．刀具后角是指后刀面与切削平面间的夹角。 2．衡量切削变形的方法有变形系数与滑移系数两种，当切削速度提高时，切削变形减少（增加、减少）。 3．精车铸铁时应选用YG3；粗车钢时，应选用YT5。 4．当进给量增加时，切削力增加，切削温度增加。 5．粗磨时，应选择软砂轮，精磨时应选择紧密组织砂轮。 6．合理的刀具耐用度包括Tc与Tp两种。 7．转位车刀的切削性能比焊接车刀（好，差），粗加工孔时，应选择麻花钻刀具。 8．机床型号由字母与数字按一定规律排列组成，其中符号C代表车床 9．滚斜齿与滚直齿的区别在于多了一条附加运动传动链。滚齿时，刀具与工件之间的相对运动称成形运动。10．进行精加工时，应选择切削油，为改善切削加工性，对高碳钢材料应进行退火处理。 11．定位基准与工序基准不一致引起的定位误差称基准不重合误差，工件以平面定位时，可以不考虑基准位置误差。 12．机床制造误差是属于系统误差，一般工艺能力系数C p应不低于二级。 13．在常用三种夹紧机构中，增力特性最好的是螺旋机构，动作最快的是圆偏心机构。 14．一个浮动支承可以消除1个自由度，一个长的v型块可消除4个自由度。 15．工艺过程是指用机械加工方法直接改变原材料或毛坯的形状、尺寸和性能，使之成为合格零件的过程。 二、外圆车刀切削部分结构由哪些部分组成？绘图表示外圆车刀的六个基本角度。（8分） 外圆车刀的切削部分结构由前刀面、后刀面、付后刀面、主切削刃、付切削刃与刀尖组成。 六个基本角度是：r o、αo、kr、kr’、λs、αo’ 三、简述切削变形的变化规律，积屑瘤对变形有什么影响？（8分） 变形规律：r o↑，Λh↓；Vc↑，Λh↓；f↑,Λh↓;HB↑,Λh↓ 积屑瘤高度Hb↑,引起刀具前角增加，使Λh↓ 四、CA6140车床主传动系统如下所示，试列出正向转动时主传动路线及计算出最高转速与最低转速。（8分） 最高转速约1400r/min，最低转速约10r/min 五、什么叫刚度？机床刚度曲线有什么特点？（8分） 刚度是指切削力在加工表面法向分力，Fr与法向的变形Y的比值。 机床刚度曲线特点：刚度曲线不是直线；加载与卸载曲线不重合；载荷去除后，变形恢复不到起点。 六、加工下述零件，以B面定位，加工表面A，保证尺寸10＋0.2mm，试画出尺寸链并求出工序尺寸L及公差。（8 分） L＝0 0.1 mm 七、在一圆环形工件上铣键槽，用心轴定位，要求保证尺寸34.8-0.16mm，试计算定位误差并分析这种定位是否可行。（8分）

机械制造技术基础重点知识

名词解释： 1、积屑瘤：在切削速度不高而又能形成连续性切屑的情况下，加工钢料等苏醒材料时，常在前刀面切削处粘着一块剖面呈三角状的硬块，这块冷焊在签到面上的金属称为积屑瘤。 2、刀具磨钝标准：刀具磨损到一定限度就不能继续使用。这个磨损限度称为磨钝标准。国际标准化组织ISO统一规定以1/2背吃刀量处后刀面上测量的磨损带宽度作为刀具的磨钝标准。 3、刀具耐硬度（刀具使用寿命）：刃末好的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的净切削时间，称为刀具使用寿命，以T表示。用刀具使用寿命乘以刃磨次数，得到的就是刀具的总寿命。 4、砂轮：砂轮的特性由以下五个因素决定：磨料、粒度、结合剂、硬度和组织。常用的磨料有氧化物系、碳化物系、高硬磨料系三类：粒度表示磨粒的大小程度。结合剂的作用是将磨粒粘合在一起，使砂轮具有必要的形状和硬度。砂轮的强度、耐腐蚀性、耐热性、抗冲击性和告诉旋转而不破裂的性能，主要取决于结合剂的性能。砂轮的硬度是反映磨粒在磨削力的作用下，从砂轮表面上脱落的难易程度。砂轮的组织反映了磨粒、结合剂、气孔三者之间的比例关系。 5、六点定位原理：按一定要求分布的六个支承点来限制工件的六个自由度，从而使工件在夹具中得到正确位置的原理，称为六点定位原理。 6、复映误差：由于工艺系统受力变形的变化而使毛坯的形状误差复映到加工后工件表面的现象，称为误差复映。因误差复映现象而使工件产生加工误差，称为复应误差。 7、工艺系统：机械制造系统中，机械加工所使用的机床、道具、夹具和工件组成了一个相对独立的系统，称为工艺系统。 8、装配：根据规定的技术要求将零件或部件进行配合和联接，使之称为半成品或成品的工艺过程称为装配。 9、机械加工工艺过程是指用机械加工的方法改变生产对象（毛坯）的形状、尺寸和表面质量，使之成为零件的过程。 10、工序：指一个活一组工人，在一个工作地对同一个或同事对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。 11、零件结构的工艺性：指所涉及的零件在能满足使用高要求的前提下制造的可行性和经济性。 12、装配精度：产品设计时根据使用性能要求规定的、装配时必须保证的质量指标。 填空： 1、刀具结构形式：前刀面Ar，主后刀面Aα，副后刀面Aα’，主切削刃S，福切削刃S’，刀尖 2、切削用量三要素：切削速度v 、进给量f（或进给速度vf)和背吃刀量（切削 c 。 深度）a p 3、切削层参数：切削层公称厚度h，切削层公称宽度b，切削层公称截面积A。 4、切削变形程度表示：剪切角、变形系数、剪应变 5、积屑瘤对切削过程的影响：增大前角，增大切削厚度，增大已加工表面粗糙度，影响刀具使用寿命。 6、切屑的基本类型：带状切屑，节状切屑，粒状切屑，崩碎切屑 7、影响切削变形的因素：工件材料，刀具前角，切削速度，切削厚度

机械制造技术基础期末考试试卷

一、填空题（每空1分，共10分） 1. 在标注刀具角度的正交平面参考系中，通过主切削刃上某一指定点，同时垂直于该点基面和切削平面的平面是。 2. 研磨可降低加工表面的粗糙度，但不能提高加工精度中的精度。 3. 机床主轴回转误差的基本形式包括主轴径角度摆动、轴线窜动和。 4. 机械加工表面质量包括表面粗糙度、和表面层物理机械性能的变化。 5. 在机械加工中，自激振动的激振机理通常包括负摩擦颤振原理、再生颤振原理和 。 6. 机械加工中选择机床时，要求机床的尺寸规格、加工效率及等与工件本工序加工要求相适应。 7. 机械加工中定位基准与设计基准不重合时，工序尺寸及其偏差一般可利用进行计算获得。 8. 在车床上用两顶尖装夹加工细长轴时，工件会产生误差。 9. 切削加工45钢时通常应采用类或YW类硬质合金刀具。 二、名词解释（每小题2分，共10分 1. 工序分散 2. 刀具标注后角 3. 砂轮的组织 4. 工序余量 5. 工艺规程 三、单项选择题（选择正确答案的字母填入括号，每小题1分，共10分 1. 精基准的主要作用是（）。 A. 保证技术要求 B. 便于实现粗基准 C. 尽快加工出精基准 D. 便于选择精基准 2. 夹具精度一般是零件精度的（） A. 1/3～1/5 B. 1/2 C. 相同 D. 1/10 3. 从概念上讲加工经济精度是指（） A.成本最低的加工精度 B.正常加工条件下所能达到的加工精度 C.不计成本的加工精度 D. 最大生产率的加工精度 4. 控制积屑瘤生长的最有效途径是（） A. 改变切削速度 B. 改变切削深度 C. 改变进给速度 D. 使用切削液 5. 在麻花钻头的后刀面上磨出分屑槽的主要目的是（）。 A.利于排屑及切削液的注入 B.加大前角，以减小切削变形 C. 减小与孔壁的摩擦 D. 降低轴向力 6. 自为基准是以加工面本身为精基准，多用于精加工工序，这是为了（）。 A. 保证符合基准重合原则 B. 保证符合基准统一原则 C. 保证加工面的余量小而均匀D 保证加工的形状和位置精度 7. 在切削铸铁时，最常见的切屑类型是（）。 A．带状切屑B. 挤裂切屑C. 单元切屑D．崩碎切屑 8.（）加工是一种容易引起工件表面金相组织变化的加工方法。 A．车削B．铣削C．磨削D 钻削 9. 在切削用量三要素中，（）对切削力的影响程度最大。 A.切削速度 B.进给量 C.背吃刀量 D.三个同样

机械制造技术基础知识点整理

1.制造系统：制造过程及其所涉及的硬件，软件和人员组成的一个将制造资源转变为产品的有机体，称为制造系统。 2.制造系统在运行过程中总是伴随着物料流，信息流和能量流的运动。 3.制造过程由技术准备，毛坯制造，机械加工，热处理，装配，质检，运输，储存等过程组成。 4.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 5.机械加工由若干工序组成。 6.机械加工中每一个工序又可分为安装，工位，工步，走刀等。 7.工序：一个工人在一个工作地点对一个工件连续完成的那一部分工艺过程。 8.安装:在一个工序中，工件在机床或夹具中每定位和加紧一次，称为一个安装。 9.工位：在工件一次安装中，通过分度装置使工件相对于机床床身改变加工位置每占据一个加工位置称为一个工位。 10.工步：在一个工序内，加工表面，切削刀具，切削速度和进给量都不变的情况下完成的加工内容称为工步。 11.走刀：切削刀具在加工表面切削一次所完成的加工内容。 12.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批生产，大量生产。 13.成批生产分小批生产，中批生产，大批生产。 14.机械加工的方法分为材料成型法，材料去除法，材料累加法。 15. 材料成型法是将不定形的原材料转化为所需要形状尺寸的产品的一种工艺方法。 16.材料成型工艺包括铸造，锻造，粉末冶金，连接成型。 17.影响铸件质量关键因素是液态金属流动性和在凝固过程中的收缩性。 18.常用铸造工艺有：普通砂型铸造，熔模铸造，金属型铸造，压力铸造，离心铸造，陶瓷铸造。 19.锻造工艺分自由锻造和模膛锻造。 20.粉末冶金分固相烧结和含液相烧结。

集成电路制造技术原理与工艺[王蔚][习题答案(第2单元)

第二单元习题解答 1.SiO 2膜网络结构特点是什么？氧和杂质在SiO 2 网络结构中的作用和用途是什 么？对SiO 2 膜性能有哪些影响？ 二氧化硅的基本结构单元为Si-O四面体网络状结构，四面体中心为硅原子，四个顶角上为氧原子。对SiO2网络在结构上具备“长程无序、短程有序”的一类固态无定形体或玻璃体。半导体工艺中形成和利用的都是这种无定形的玻璃态SiO2。 氧在SiO2网络中起桥联氧原子或非桥联氧原子作用，桥联氧原子的数目越多，网络结合越紧密，反之则越疏松。在连接两个Si-O四面体之间的氧原子 掺入SiO2中的杂质，按它们在SiO2网络中所处的位置来说，基本上可以有两类：替代（位）式杂质或间隙式杂质。取代Si-O四面体中Si原子位置的杂质为替代（位）式杂质。这类杂质主要是ⅢA，ⅤA元素，如B、P等，这类杂质的特点是离子半径与Si原子的半径相接近或更小，在网络结构中能替代或占据Si原子位置，亦称为网络形成杂质。 由于它们的价电子数往往和硅不同，所以当其取代硅原子位置后，会使网络的结构和性质发生变化。如杂质磷进入二氧化硅构成的薄膜称为磷硅玻璃，记为PSG；杂质硼进入二氧化硅构成的薄膜称为硼硅玻璃，记为BSG。当它们替代硅原子的位置后，其配位数将发生改变。 具有较大离子半径的杂质进入SiO2网络只能占据网络中间隙孔（洞）位置，成为网络变形（改变）杂质，如Na、K、Ca、Ba、Pb等碱金属、碱土金属原子多是这类杂质。当网络改变杂质的氧化物进入SiO2后，将被电离并把氧离子交给网络，使网络产生更多的非桥联氧离子来代替原来的桥联氧离子，引起非桥联氧离子浓度增大而形成更多的孔洞，降低网络结构强度，降低熔点，以及引起其它性能变化。 2.在SiO 2 系统中存在哪几种电荷？他们对器件性能有些什么影响？工艺上如何降低他们的密度？ 在二氧化硅层中存在着与制备工艺有关的正电荷。在SiO2内和SiO2-Si界面上有四种类型的电荷：可动离子电荷：Q m；氧化层固定电荷：Q f；界面陷阱电荷：Q it；氧化层陷阱电荷：Q Ot。这些正电荷将引起硅/二氧化硅界面p-硅的反型层，以及MOS器件阈值电压不稳定等现象，应尽量避免。 （1）可动离子电荷（Mobile ionic charge）Q m主要是Na+、K+、H+等荷正电的碱金属离子，这些离子在二氧化硅中都是网络修正杂质，为快扩散杂质，电荷密度在1010~1012/cm2。其中主要是Na+，因为在人体与环境中大量存在Na+，热氧化时容易发生Na+沾污。 Na+离子沾污往往是在SiO2层中造成正电荷的一个主要来源。这种正电荷将影响到SiO2层下的硅的表面势，从而，SiO2层中Na+的运动及其数量的变化都将影响到器件的性能。进入氧化层中的Na+数量依赖于氧化过程中的清洁度。现在工艺水平已经能较好地控制Na+的沾污，保障MOS晶体管阈值电压V T的稳定。 存在于SiO2中的Na+，即使在低于200℃的温度下在氧化层中也具有很高的扩散系数。