中科院苏州纳米所实习报告.docx

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中科院苏州纳米所实习报告

中科院苏州纳米所实习报告

　　一、实习目的

　　了解专业理论知识，了解相关微纳加工技术，包括光刻、薄膜沉积、刻蚀、CMP及封装工艺将理论与工艺操作结合，熟悉超净间工作环境，了解元器件加工生产工序和生产设备，加强理论跟实践密切相结合，提升专业素质和专业技能。

　　二、实习单位及岗位介绍

　　实习单位：

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工公共平台实习岗位：

工艺实习员

　　岗位介绍：

纳米加工平台是集微米、纳米加工和检测手段于一体，具有先进的、有特色的多功能的加工平台。

在纳米加工平台的工艺实习员在优秀的老师的指导下完成样品微米、纳米加工和检测，按照要求并做好记录，完成必要的报告文献。

　　三、实习安排

　　周次第一周日期　　安排乘车前往苏州，办理入住事项上午在苏纳所进行入所教育，下午参观超净间加工平台综合培训，主要包括超净间的使用，平台安全事项的介绍以及常用小型设备的介绍三方面　　第二周清洗间培训以及清洗间实际操作的考核综合培训考试理论培训，包括光刻，刻蚀，薄膜沉积以及封装等四项工艺分组进入超净间实地学习，我们小组分配在203室

　　第三周小组轮换超净间，我们小组轮换到103室上午职业技能考试，下午分组汇报学习成果，颁发结业证书

　　办理手续，离苏返校四、实习内容及过程

　　全班同学在老师的带领下一起乘车抵达苏州，办理入住并熟悉周围环境。

　　入所教育及超净间参观一，苏纳所简介

　　经老师介绍及相关资料的查询我了解到苏纳所的概况：

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所中国科学院与江苏省人民政府、苏州市人民政府和苏州工业园区共同出资创建，位于风景秀丽的苏州工业园区独墅湖科教创新区内。

根据中国科学院调整科技布局的规划，面向国际科技前沿、国家战略需求与未来产业发展，开展相关领域基础性、战略性、前瞻性研究。

建设公共技术平台，为我国现代制造业与高新技术产业发展不断提供新的知识与技术，发挥国家研究机构的骨干与引领作用。

　　当前主要的研究内容：

信息领域，能源领域，环境领域，生命与医学领域。

老师同时也为我们介绍了苏纳所研究生招生，待遇，以及发展等情况。

二，纳米加工平台

　　老师首先为我们介绍了微电子技术整体的发展：

从1947年肖克利团队发明第一个锗晶体管到60年代后集成电路的出现及发展，一直到今天仍在蓬勃发展

　　的超大规模集成电路，微电子技术在人类社会信息化的过程中起到了不可替代的巨大作用。

而在发展过程中它又衍生出许多的交叉学科，如微机电系统，生物芯片等，也都是具有广阔应用前景的技术。

　　纳米加工平台的定位及特色：

国际先进水平，面向国内外开放的纳米科学研究和成果转化的公共技术平台。

加工精度最小为10nm。

　　纳米加工平台的加工能力：

微纳米电子器件，光电子器件，微纳光机电系统，生物传感器及生物芯片，化合物半导体器件。

　　平台设备概况：

主要包括镀膜，刻蚀，光刻，掺杂，封装等工艺的设备。

平台现阶段研究方向：

宽带隙半导体材料与器件，新型信息功能材料及器件，二维材料纳米器件。

三，超净间参观

　　老师带领我们参观了超净间一楼及二楼的几个实验室，简单介绍了相关的一些仪器及注意事项，着重提到了清洗间，灰区，黄光室等。

　　加工平台综合培训一，超净间的使用

　　超净间使用指引：

老师解释了纳米加工平台用户培训的流程，介绍超净间每个楼层的具体布局。

每个实验室旁边都有一个灰区，用来存放相关的设备和器材，清洁度要求比超净间低，可以节约一定的能源，同时一些有毒有害物质也存放在

　　里面，所以一般非工作人员禁止进入，非紧急情况禁止进入。

每一层都有两个安全门。

　　超净间进出步骤：

穿一次性鞋套—指纹门禁—一次更衣—二次更衣—风淋室，出来步骤相反，但二次更衣手套要最后一个脱掉。

　　超净间管理规定：

听从平台工作人员的指导和指示，平台工作人员有权纠正违反加工平台规章制度人员的行为。

使用设备时，如存在任何疑问，应及早主动与平台工作人员沟通或咨询。

除在相关工作区域作业外，不能随意走动。

非紧急情况严禁进入灰区。

湿法腐蚀只能在清洗间进行。

光刻间限制人数，无工艺者不能进入。

未经平台规定的培训并考核合格及预约人员不得擅自操作任何设备。

未经许可，严禁挪动任何设备、仪器和装置。

工艺之前必须进行网上预约。

未经许可，除待加工样品、光刻版外严禁带入任何物品。

在超净间内严禁吸烟、拍照、摄像、饮食、接打手机。

必须保持工作环境整洁有序。

在非紧急状况下，严禁使用应急设备和设施。

　　设备预约：

使用设备必须先在平台网站进行预约。

预约时间注意点：

工作时间可以随时预约。

中午12:

00-13:

30，需提前1小时以上预约,下午18:

00以后的工艺需在下午17:

00前预约。

周末时间需在周五下午16:

00前预约。

二，安全知识

　　安全意识：

树立正确的安全意识是事故防范及处理的基础。

　　水电气安全：

水电气安全问题立刻报告平台工作人员。

　　消防安全：

碱金属，三酸，轻于水的易燃液体不能用水扑救。

常见的灭火器有干粉灭火器，二氧化碳灭火器。

消防栓中水管与水带的阀门不同。

无机和有机清洗间均有防火棉。

　　逃生路线：

每个楼层都有两个逃生门，一楼A逃生门外开，B逃生门内开。

化学品安全：

　　1.清洗间使用流程：

　　①.预约并阅读化学品安全技术说明书。

　　②.额外的器皿和特殊化学品如要带入需向平台管理员申请。

　　③.填写《加工平台清洗台使用记录表》相关操作内容并记录开始时间。

④.防护用品准备和穿戴。

手部防护：

防护橡胶手套。

眼部防护：

防护眼镜。

面部防护：

防护面罩。

身体防护：

围裙、护袖。

　　⑤.化学品操作：

混合溶液时密度大的注入密度小的，稀释时加溶液于水，不可颠倒。

不可将氢氟酸放置在石英和玻璃器皿中。

要节约使用化药。

　　⑥.操作结束后要清洗台面及橡胶手套，废液按要求处理。

⑦.脱下防护用品，与穿戴顺序相反。

　　⑧.填写《加工平台清洗台使用记录表》相关操作内容并记录结束时间。

　　2.废液的回收和存放：

　　处理无机废液时，要注意选择好相应的废液桶，倒废液之前加入5倍以上的去离子水稀释，其中废液稀释的水包括原溶液以上的去离子水稀释，其中废液稀释的水包括原溶液中的水。

　　废浓硫酸桶中存放废液有：

废浓硫酸占总体积大于50％以上的废液。

废纯浓硫酸。

两者废液都不需要稀释，直接倒入废浓硫酸桶。

两者废液都不需要稀释，直接倒入废浓硫酸桶。

如果废液中浓硫酸总体积比小于50％，则需要加5倍以上去离子水稀释倒入废酸桶。

　　有机无机分开，酸碱分开的原则。

浓酸和稀酸分开的原则。

HF和BOE一起回收和存放。

稀碱单独回收和存放。

丙酮、乙醇、异丙醇有机溶剂一起回收和存放。

按照每个桶贴上标签或标识，倾倒和回收化学废液。

桶盖不要拧紧。

　　3.化学品知识：

　　化学品入侵途径分吸入，食入和皮肤接触。

　　皮肤接触：

立即脱去污染的衣着，用大量流动清水冲洗至少15分钟，就医。

眼睛接触：

立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟，就医。

吸入：

迅速脱离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅，如呼吸困难，给输氧，如呼吸停止，立即进行人工呼吸，就医。

食入：

腐蚀性：

用水漱口，不可催吐。

就医。

非腐蚀性：

饮足量温水，催吐。

就医。

小量泄漏：

用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。

　　接触氢氟酸或BOE，应在一分钟内用六氟灵冲洗，之后流水冲洗至少15分钟后就医。

　　三，常用小型设备介绍

　　快速退火炉。

台阶仪。

　　膜厚仪。

　　光学轮廓仪。

　　数码显微镜。

莱卡金相显微镜。

　　清洗间考核

　　我们有五个人被安排在一楼有机清洗间进行考核，老师抽查了两名同学的操作情况，我们在旁观察，操作过程中并没有出现过多的疏漏，但是在使用溶液时对量把握地不够好，并且最后清理台面不够干净。

　　综合培训考试

　　主要考查了综合培训中提到的平台预约，清洗间的使用，安全问题，超净间使用规范等项目。

　　综合理论培训一，光刻工艺

　　光刻的本质是把制作在掩膜版上的图形复制到以后要进行刻蚀和离子注入的晶圆上。

光刻工艺的主要流程为清洗—表面处理—涂胶—前烘—对准、曝光—后烘—显影—坚膜—检查。

　　光刻胶是一种有机化合物，受紫外曝光后，在显影溶液中的溶解度会发生变化，分为正性光刻胶和负性光刻胶。

　　常用的曝光设备：

步进重复式曝光系统，接触、接近式曝光系统，电子束、离子束曝光系统。

　　分辨率增强技术：

离轴照明技术，相移掩模技术，邻近效应修正技术，多重曝光技术，抗反射层技术。

二，刻蚀技术

　　刻蚀工艺基础：

用物理的、化学的或者同时使用物理和化学方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分材料去除，从而得到和抗蚀剂一致的图形，实现图形转移。

　　两类蚀刻方法：

湿法蚀刻，干法蚀刻。

干法蚀刻效果较为优异。

　　干法蚀刻的不同类型：

反应离子刻蚀，等离子刻蚀，ICP刻蚀。

　　掩膜选取原则：

刻蚀选择比，去除方便，高温工艺需要避免互融及共晶，是否需要通过掩膜对刻蚀结果进行控制。

　　刻蚀工艺中主要工艺参数：

温度，功率，压力，其他。

三，薄膜沉积技术

　　薄膜分类：

金属薄膜，半导体薄膜，绝缘体薄膜。

　　薄膜特性：

好的厚度均匀性，高的纯度及密度，好的台阶覆盖能力，填充高深比孔隙的能力，具有理想配比并可控制，具有比较低的应力，电学性质佳，衬底材料和薄膜附着性好。

　　物理气相沉积：

是指利用物理过程实现物质转移，将原子或分子源转移到衬底表面上的过程，应用于金属薄膜和介质薄膜的沉积。

　　化学气相沉积：

反应物扩散过边界层到达衬底表面，衬底表面吸附反应物，化学反应沉积形成薄膜。

相比于PVD优点是沉积是三维的并且是表面选择沉积。

一般可分为APCVD、LPCVD、PECVD、ICPCVD四类。

　　热氧化工艺可分为干氧和湿氧，干氧形成的氧化膜质量好，湿氧生长速率比干法快得多。

四，封装工艺

　　芯片封装就是指把硅片上的电路管脚用导线接引到外部接头以便与其他器件连接。

　　IC芯片封装流程：

晶圆切割—芯片分选—芯片贴片—固化—引线键合—晶粒封胶—封胶—封胶后烘烤—去胶—锡铅电镀—正面印码—去框、成型—LS检测—包装。

　　划片类型：

机械式，激光。

常用的引线键合方式：

球焊，楔焊。

　　扫描电子显微镜：

原理为通过高能电子轰击样品表面激发各种信号。

　　如二次电子、背散射电子、俄歇电子、特征X射线等信号，通过相应的接收器得到图像以及相应的数据。

用于观察样品表面形貌和做样品分析。

　　—超净间实习

　　203室主要进行镀膜工艺，我们先后接触到的设备有：

磁控溅射，离子束刻蚀，电子束蒸发，热蒸发，ALD，快速退火炉，国产溅射台，复合真空计，真空烘箱，棱镜耦合仪等。

　　因为多方面原因我们未能动手操作这些设备，但较为重要使用频率较高的仪器还是有了一定的了解：

　　离子束刻蚀：

把Ar气充入离子源放电室并使其电离形成等离子体，然后栅极将离子呈束状引出并加速，具有一定能量的离子束进入工作室，射向固体表面撞击固体表面原子，使材料原子发生溅射，达到刻蚀目的，属纯物理过程。

用于刻蚀较难刻蚀的物质及金属。

一次可刻蚀6寸片/4寸片/3寸片一片或2寸片4片。

刻蚀均匀性<±5%。

　　磁控溅射：

主要用于溅射Ti、Al、Ni、Au、Ag、Cr、Pt、Cu、TiW、Pd、Pt、Zn、Mo、W、Ta、Ru等金属薄膜，TaN、TiN等复合材料。

单次工艺可溅射两寸片5片，四寸片和六寸片1片，向下尺寸兼容，薄膜不均匀性≤±5%。

　　电子束蒸发：

主要用于蒸发Ti、Al、Ni、Au、AuGe、Cr、Pt等金属薄膜，蒸发速率/s-20A/s可调，最大蒸发厚度可至20XXnm。

一次可蒸镀两寸片180片，四寸片和六寸片8片，向下尺寸兼容，薄膜不均匀性≤±5%。

—超净间实习

　　一、实习目的

　　了解专业理论知识，了解相关微纳加工技术，包括光刻、薄膜沉积、刻蚀、CMP及封装工艺将理论与工艺操作结合，熟悉超净间工作环境，了解元器件加工生产工序和生产设备，加强理论跟实践密切相结合，提升专业素质和专业技能。

　　二、实习单位及岗位介绍

　　实习单位：

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米加工公共平台实习岗位：

工艺实习员

　　岗位介绍：

纳米加工平台是集微米、纳米加工和检测手段于一体，具有先进的、有特色的多功能的加工平台。

在纳米加工平台的工艺实习员在优秀的老师的指导下完成样品微米、纳米加工和检测，按照要求并做好记录，完成必要的报告文献。

　　三、实习安排

　　周次第一周日期　　安排乘车前往苏州，办理入住事项上午在苏纳所进行入所教育，下午参观超净间加工平台综合培训，主要包括超净间的使用，平台安全事项的介绍以及常用小型设备的介绍三方面　　第二周清洗间培训以及清洗间实际操作的考核综合培训考试理论培训，包括光刻，刻蚀，薄膜沉积以及封装等四项工艺分组进入超净间实地学习，我们小组分配在203室

　　第三周小组轮换超净间，我们小组轮换到103室上午职业技能考试，下午分组汇报学习成果，颁发结业证书

　　办理手续，离苏返校四、实习内容及过程

　　全班同学在老师的带领下一起乘车抵达苏州，办理入住并熟悉周围环境。

　　入所教育及超净间参观一，苏纳所简介

　　经老师介绍及相关资料的查询我了解到苏纳所的概况：

中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所中国科学院与江苏省人民政府、苏州市人民政府和苏州工业园区共同出资创建，位于风景秀丽的苏州工业园区独墅湖科教创新区内。

根据中国科学院调整科技布局的规划，面向国际科技前沿、国家战略需求与未来产业发展，开展相关领域基础性、战略性、前瞻性研究。

建设公共技术平台，为我国现代制造业与高新技术产业发展不断提供新的知识与技术，发挥国家研究机构的骨干与引领作用。

　　当前主要的研究内容：

信息领域，能源领域，环境领域，生命与医学领域。

老师同时也为我们介绍了苏纳所研究生招生，待遇，以及发展等情况。

二，纳米加工平台

　　老师首先为我们介绍了微电子技术整体的发展：

从1947年肖克利团队发明第一个锗晶体管到60年代后集成电路的出现及发展，一直到今天仍在蓬勃发展

　　的超大规模集成电路，微电子技术在人类社会信息化的过程中起到了不可替代的巨大作用。

而在发展过程中它又衍生出许多的交叉学科，如微机电系统，生物芯片等，也都是具有广阔应用前景的技术。

　　纳米加工平台的定位及特色：

国际先进水平，面向国内外开放的纳米科学研究和成果转化的公共技术平台。

加工精度最小为10nm。

　　纳米加工平台的加工能力：

微纳米电子器件，光电子器件，微纳光机电系统，生物传感器及生物芯片，化合物半导体器件。

　　平台设备概况：

主要包括镀膜，刻蚀，光刻，掺杂，封装等工艺的设备。

平台现阶段研究方向：

宽带隙半导体材料与器件，新型信息功能材料及器件，二维材料纳米器件。

三，超净间参观

　　老师带领我们参观了超净间一楼及二楼的几个实验室，简单介绍了相关的一些仪器及注意事项，着重提到了清洗间，灰区，黄光室等。

　　加工平台综合培训一，超净间的使用

　　超净间使用指引：

老师解释了纳米加工平台用户培训的流程，介绍超净间每个楼层的具体布局。

每个实验室旁边都有一个灰区，用来存放相关的设备和器材，清洁度要求比超净间低，可以节约一定的能源，同时一些有毒有害物质也存放在

　　里面，所以一般非工作人员禁止进入，非紧急情况禁止进入。

每一层都有两个安全门。

　　超净间进出步骤：

穿一次性鞋套—指纹门禁—一次更衣—二次更衣—风淋室，出来步骤相反，但二次更衣手套要最后一个脱掉。

　　超净间管理规定：

听从平台工作人员的指导和指示，平台工作人员有权纠正违反加工平台规章制度人员的行为。

使用设备时，如存在任何疑问，应及早主动与平台工作人员沟通或咨询。

除在相关工作区域作业外，不能随意走动。

非紧急情况严禁进入灰区。

湿法腐蚀只能在清洗间进行。

光刻间限制人数，无工艺者不能进入。

未经平台规定的培训并考核合格及预约人员不得擅自操作任何设备。

未经许可，严禁挪动任何设备、仪器和装置。

工艺之前必须进行网上预约。

未经许可，除待加工样品、光刻版外严禁带入任何物品。

在超净间内严禁吸烟、拍照、摄像、饮食、接打手机。

必须保持工作环境整洁有序。

在非紧急状况下，严禁使用应急设备和设施。

　　设备预约：

使用设备必须先在平台网站进行预约。

预约时间注意点：

工作时间可以随时预约。

中午12:

00-13:

30，需提前1小时以上预约,下午18:

00以后的工艺需在下午17:

00前预约。

周末时间需在周五下午16:

00前预约。

二，安全知识

　　安全意识：

树立正确的安全意识是事故防范及处理的基础。

　　水电气安全：

水电气安全问题立刻报告平台工作人员。

　　消防安全：

碱金属，三酸，轻于水的易燃液体不能用水扑救。

常见的灭火器有干粉灭火器，二氧化碳灭火器。

消防栓中水管与水带的阀门不同。

无机和有机清洗间均有防火棉。

　　逃生路线：

每个楼层都有两个逃生门，一楼A逃生门外开，B逃生门内开。

化学品安全：

　　1.清洗间使用流程：

　　①.预约并阅读化学品安全技术说明书。

　　②.额外的器皿和特殊化学品如要带入需向平台管理员申请。

　　③.填写《加工平台清洗台使用记录表》相关操作内容并记录开始时间。

④.防护用品准备和穿戴。

手部防护：

防护橡胶手套。

眼部防护：

防护眼镜。

面部防护：

防护面罩。

身体防护：

围裙、护袖。

　　⑤.化学品操作：

混合溶液时密度大的注入密度小的，稀释时加溶液于水，不可颠倒。

不可将氢氟酸放置在石英和玻璃器皿中。

要节约使用化药。

　　⑥.操作结束后要清洗台面及橡胶手套，废液按要求处理。

⑦.脱下防护用品，与穿戴顺序相反。

　　⑧.填写《加工平台清洗台使用记录表》相关操作内容并记录结束时间。