第九届集创赛杯赛题目——奥施特杯
奥施特杯
一、杯赛题目：集成电路制造和封装工程
二、参赛组别：A组、B组
三、赛题背景
半导体器件、集成电路制造工艺和集成电路封装技术是集成电路和微电子专业的本科和研究生教育的三大核心专业课程，对于学生的就业和工作岗位都具有很重要的作用。但因集成电路制造和封装设备投资大，高校的实验装备较差，仅重视理论教学，缺少足够的产业实践和应用案例，毕业生与产业要求差距较大。而目前集成电路相关的比赛均以设计和测试为主，制造和封装大多是理论答题比赛，缺少制造和封装与产业相关的实操项目。
本赛项基于这一背景，专门面向本科生和研究生，基于国家职业技能标准GZB6-25-02-05 和GZB6-25-02-06，紧扣集成电路制造和封装产业岗位的典型工作任务，重点考核学生集成电路专业群的核心技术技能，提升学生自主创新能力、动手能力、团队协作能力，提高学生的就业质量和就业水平，助力高校集成电路及其相关专业和课程的建设和发展。
四、赛题任务
赛题分为初赛、分赛区决赛和全国总决赛三个阶段，贯穿集成电路制造和封装全流程。初赛在“集成电路制造技术Web课程平台”远程完成，分赛区决赛和全国总决赛在“集成电路制造工程验证实践平台”现场完成。平台自动出题、考评和统分。
集成电路制造工艺包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂、合金和制造工厂的设备操作、工艺参数设置、质量检查与控制等；半导体器件工艺主要包括：二极管、TTL 三极管、MOS三极管、GaN功率管、SIC功率管、IGBT功率管、CMOS非门、NMOS触发器、MEMS可变电容的工艺流程和工艺参数设置；IC器件版图设计工艺验证包括：NPN三极管、NMOS晶体管、CMOS非门、NMOS触发器、碳化硅MOSFET的结构和工艺验证。
集成电路封装工艺包括：减薄切割、贴装焊接、封装、测试和封装工厂的设备操作、工艺参数设置、质量检查与控制等；半导体器件封装工艺主要包括：SOP 、BGA 、WBLP 、TSV 、WLCSP 、SIP、ChipLet的工艺流程和工艺参数设置；
初赛对应内容：集成电路制造工艺（设备操作、工艺参数设置）、半导体器件工艺流程；集成电路封装工艺（设备操作、工艺参数设置）、半导体器件封装工艺流程。
分赛区决赛对应内容：集成电路制造工艺（设备操作、工艺参数设置、质量检查与控制）、半导体器件工艺流程和工艺参数设置、NPN三极管制造工厂；集成电路封装工艺（设备操作、工艺参数设置、质量检查与控制）、半导体器件封装工艺流程和工艺参数设置、SOP封装工厂。
全国总决赛对应内容的内容。集成电路制造工艺（设备操作、工艺参数设置、质量检查与控制）、半导体器件工艺流程和工艺参数设置、CMOS非门制造工厂；集成电路封装工艺（设备操作、工艺参数设置、质量检查与控制）、半导体器件封装工艺流程和工艺参数设置、BGA封装工厂；IC器件版图设计结构和工艺验证。
五、样题
1.初赛样题
初赛样题 | ||
序号 | 类型 | 题目 |
1 | 集成电路 制造工艺 | 在虚拟IC制造工厂中完成等离子化学淀积VR操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)；器件要求为：掩蔽膜淀积0.5µm厚度氧化硅、纯化膜淀积0.5µm厚度氮化硅、绝绿栅淀积0.5µm厚度多晶硅，试进行等离子化学淀积工艺参数设置，并运行温度曲线仿真和淀积厚度仿真。 |
2 | 在虚拟IC制造工厂中完成光学曝光VR操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料) ；基于光刻精度（15-55nm）、晶圆直径（5 -12″）和光刻胶厚度1µm，进行光学曝光工艺参数设置，并完成光学曝光缺陷分析。 | |
3 | 在虚拟IC制造工厂中完成反应离子刻蚀VR操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)；基于薄膜材料氮化硅、薄膜厚度2µm和经验曲线，进行反应离子刻蚀工艺参数设置。 | |
4 | IC器件 工艺流程 | 在仿真平台上，进行NPN三极管（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层）制造工艺流程设计和仿真。 |
5 | 集成电路 封装工艺 | 按封装类型SOP24 、芯片尺寸和厚度减薄要求，设置划片工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 |
6 | 按封装类型FBGA256、芯片尺寸、引脚间距和焊线直径要求，设置点胶和粘晶工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成粘晶生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 | |
7 | 按封装类型、芯片尺寸、引脚间距和金线20µm直径要求，设置邦定工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成邦定生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 | |
8 | IC器件封装 工艺流程 | 在仿真平台上，完成SOP封装工艺流程（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-测试等）设计和仿真。 |
赛事期间由本赛事承办企业提供线上培训活动，同时将会为完成报名的团队统一注册练习账号，自3月3日起，每周一注册1次，3月20日报名截止后注册最后一批。
登录账号：队员手机号、指导老师手机号
登录密码：队员身份证后6位、指导老师手机号
企业完成注册后参赛团队每个队员和老师便可使用账号密码登录网站使用。
登录网址：http://www.autosmt.site:1000/AUTOCE_V152
初赛在“集成电路制造技术Web课程平台”远程完成，平台自动出题、考评和统分。具体比赛时间以组委会通知为准。
2.分赛区决赛样题
分赛区决赛样题 | ||
序号 | 类型 | 题目 |
1 | 集成电路 制造工艺 | 在仿真平台上，器件热氧化厚度要求为0.1µm，首先进行热氧化工艺参数设置和温度曲线仿真，再根据所设置的干氧-湿氧-再干氧的温度和时间计算氧化厚度，验证是否满足要求。 |
2 | IC器件制造 | 在仿真平台上，进行NPN三极管（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层）制造工艺流程设计和仿真。 |
3 | 基于NPN三极管结构要求（基区厚度2µm、发射区/集电区厚度1µm、埋层厚度1µm、外延层厚度3µm、隔离层厚度4µm、接触孔绝缘层厚度1µm、金属线铝层厚度1µm、钝化层厚度1µm）和工艺设定（工艺级别12 ″ 圆片-55nm、氧化硅膜厚度1µm、光刻胶厚度1µm），进行每层功能区（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层）的制造工艺参数设计（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金），并通过NPN结构仿真验证正确性。 | |
4 | IC器件工厂 | 在NPN三极管虚拟制造工厂中，按照NPN三极管工艺流程（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层），漫游找到每个工序设备（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金）并交互操作，完成NPN三极管的生产，显示每台设备加工前后NPN三极管的结构变化。 |
5 | 集成电路 封装工艺 | 按封装类型SOP24 、芯片尺寸和塑封盒尺寸要求，设置封胶工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成封胶生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 |
6 | IC器件封装 | 在仿真平台上，完成BGA封装工艺（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试等）流程设计和仿真。 |
7 | 在仿真平台上，基于封装类型BGA208和金线直径15 µm，选择设计BGA结构参数(尺寸和引脚数等) 和关键封装工艺参数（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试等等）。 | |
8 | IC封装工厂 | 在虚拟制造工厂中，按照BGA封装的工艺流程（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试）等，漫游找到每个工序设备并交互操作（开机、上料、生产模拟运行、取料和关机等），完成BGA的封装，显示每台设备加工前后BGA的封装结构变化。 |
初赛晋级名单公布后，将面向晋级的团队提供分赛区决赛的线上培训活动，并提供远程桌面环境，参赛团队
分赛区决赛现场提供“集成电路制造工程验证实践平台”，比赛形式为线下实操，时长4小时，在“集成电路制造工程验证实践平台”现场完成比赛，平台自动出题、考评和统分。详细比赛安排现场发布。
3.全国总决赛样题
全国总决赛样题 | ||
序号 | 类型 | 题目 |
1 | 集成电路 制造工艺 | 在仿真平台上，基于器件工艺要求：硼预淀积结深0.01µm，硼再分布结深0.03µm，硼掺杂浓度1018，硼方块电阻率0.0125，磷预淀积结深0.1µm，磷再分布结深0.3µm，磷掺杂浓度1020，磷方块电阻率0.000125，进行硼和磷的液态源扩散工艺参数设置，并运行温度曲线仿真。 |
2 | IC器件制造 | 在仿真平台上，进行CMOS非门（N陷-场隔离区-P场区-N场区-多晶硅栅-接触孔-第一层金属线-穿通接触孔-第二层金属线-钝化）制造工艺流程设计和仿真。 |
3 | 基于CMOS非门结构要求（N/P场区厚度1µm、外延层厚度2µm、N陷厚度3µm、场隔离区厚度2µm、多晶硅栅厚度1µm、多晶硅栅绝缘层厚度1µm、接触孔绝缘层厚度2µm、第一层金属线层厚度1µm、穿通接触孔绝缘层厚度2µm、第二层金属线层厚度1µm、钝化层厚度1µm）和工艺设定（工艺级别12″ 圆片-55nm、氧化硅膜厚度1µm、光刻胶厚度1µm），进行每层功能区（N陷-场隔离区-P场区-N场区-多晶硅栅-接触孔-第一层金属线-穿通接触孔-第二层金属线-钝化）制造工艺参数设计（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金），并通过NPN结构仿真，判断设置的正确性和验证。 | |
4 | 版图设计 工艺验证 | 首先输入CMOS非门版图文件，提取数据，绘制IC版图的图形。 再设置每层的功能和厚度，进行IC结构3D仿真和验证；然后选择设计该IC版图的工艺流程（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金），并进行IC结构变化仿真；验证版图设计的工艺合理性和正确性。 |
5 | IC器件工厂 | 在CMOS非门虚拟制造工厂中，按照CMOS非门工艺流程（N陷-场隔离区-P场区-N场区-多晶硅栅-接触孔-第一层金属线-穿通接触孔-第二层金属线-钝化） ，漫游找到每个工序设备（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金）并交互操作，完成CMOS非门的生产，显示每台设备加工前后CMOS非门的结构变化。 |
6 | 集成电路 封装工艺 | 按封装类型MOSFET、引脚间距和铝线50µm直径要求，设置邦定工艺参数。 |
7 | IC器件封装 | 在仿真平台上，完成TSV封装工艺流程（减薄划片1/2-填充铜1/2-铜焊1/2-外壳封装-植球-测试）设计和仿真。 |
8 | 在仿真平台上，基于封装类型BGA208，选择设计TSV结构DRAM参数(尺寸和引脚数等) 和关键封装工艺参数（减薄划片、铜键合、塑封、置球等）。 | |
9 | IC封装工厂 | 在虚拟制造工厂中，按照BGA封装的工艺流程（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试）等，漫游找到每个工序设备并交互操作（开机、上料、生产模拟运行、取料和关机等），完成BGA的封装，显示每台设备加工前后BGA的封装结构变化。 |
分赛区决赛晋级名单公布后，将面向晋级的团队提供针对全国总决赛的线上培训活动，提供远程桌面环境，参赛团队通过远程访问“集成电路制造工程验证实践平台”，进行赛前训练和备战。
全国总决赛现场提供“集成电路制造工程验证实践平台”，比赛形式为线下实操，时长4小时，在“集成电路制造工程验证实践平台”现场完成比赛，平台自动出题、考评和统分。详细比赛安排现场发布。
六、评分标准
1.初赛阶段
初赛阶段评分标准 | |||
序号 | 类型 | 题目 | 答案 (分数) |
1 | 集成电路 制造工艺 | 在虚拟IC制造工厂中完成等离子化学淀积VR操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)；器件要求为：掩蔽膜淀积0.5µm厚度氧化硅、纯化膜淀积0.5µm厚度氮化硅、绝绿栅淀积0.5µm厚度多晶硅，试进行等离子化学淀积工艺参数设置，并运行温度曲线仿真和淀积厚度仿真。 | 10 |
2 | 在虚拟IC制造工厂中完成光学曝光VR操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料) ；基于光刻精度（15-55nm）、晶圆直径（5 -12″）和光刻胶厚度1µm，进行光学曝光工艺参数设置，并完成光学曝光缺陷分析。 | 10 | |
3 | 在虚拟IC制造工厂中完成反应离子刻蚀VR操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)；基于薄膜材料氮化硅、薄膜厚度2µm和经验曲线，进行反应离子刻蚀工艺参数设置。 | 10 | |
4 | IC器件 工艺流程 | 在仿真平台上，进行NPN三极管（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层）制造工艺流程设计和仿真。 | 20 |
5 | 集成电路 封装工艺 | 按封装类型SOP24 、芯片尺寸和厚度减薄要求，设置划片工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 | 10 |
6 | 按封装类型FBGA256、芯片尺寸、引脚间距和焊线直径要求，设置点胶和粘晶工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成粘晶生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 | 10 | |
7 | 按封装类型、芯片尺寸、引脚间距和金线20µm直径要求，设置邦定工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成邦定生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 | 10 | |
8 | IC器件封装 工艺流程 | 在仿真平台上，完成SOP封装工艺流程（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-测试等）设计和仿真。 | 20 |
2.分赛区决赛评分标准
分赛区决赛评分标准 | |||
序号 | 类型 | 题目 | 答案 (分数) |
1 | 集成电路 制造工艺 | 在仿真平台上，器件热氧化厚度要求为0.1µm，首先进行热氧化工艺参数设置和温度曲线仿真，再根据所设置的干氧-湿氧-再干氧的温度和时间计算氧化厚度，验证是否满足要求。 | 10 |
2 | IC器件制造 | 在仿真平台上，进行NPN三极管（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层）制造工艺流程设计和仿真。 | 10 |
3 | 基于NPN三极管结构要求（基区厚度2µm、发射区/集电区厚度1µm、埋层厚度1µm、外延层厚度3µm、隔离层厚度4µm、接触孔绝缘层厚度1µm、金属线铝层厚度1µm、钝化层厚度1µm）和工艺设定（工艺级别12 ″ 圆片-55nm、氧化硅膜厚度1µm、光刻胶厚度1µm），进行每层功能区（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层）的制造工艺参数设计（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金），并通过NPN结构仿真验证正确性。 | 20 | |
4 | IC器件工厂 | 在NPN三极管虚拟制造工厂中，按照NPN三极管工艺流程（埋层-隔离区-基区-发射区/集电区-引线孔-金属线-钝化层），漫游找到每个工序设备（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金）并交互操作，完成NPN三极管的生产，显示每台设备加工前后NPN三极管的结构变化。 | 20 |
5 | 集成电路 封装工艺 | 按封装类型SOP24 、芯片尺寸和塑封盒尺寸要求，设置封胶工艺参数，在虚拟制造工厂中，完成封胶生产操作(上料、面板开关的使用、生产模拟运行、生产监控、出料)。 | 10 |
6 | IC器件封装 | 在仿真平台上，完成BGA封装工艺（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试等）流程设计和仿真。 | 10 |
7 | 在仿真平台上，基于封装类型BGA208和金线直径15 µm，选择设计BGA结构参数(尺寸和引脚数等) 和关键封装工艺参数（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试等等）。 | 10 | |
8 | IC封装工厂 | 在虚拟制造工厂中，按照BGA封装的工艺流程（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试）等，漫游找到每个工序设备并交互操作（开机、上料、生产模拟运行、取料和关机等），完成BGA的封装，显示每台设备加工前后BGA的封装结构变化。 | 10 |
3.全国总决赛评分标准
全国总决赛评分标准 | |||
序号 | 类型 | 题目 | 答案 (分数) |
1 | 集成电路 制造工艺 | 在仿真平台上，基于器件工艺要求：硼预淀积结深0.01µm，硼再分布结深0.03µm，硼掺杂浓度1018，硼方块电阻率0.0125，磷预淀积结深0.1µm，磷再分布结深0.3µm，磷掺杂浓度1020，磷方块电阻率0.000125，进行硼和磷的液态源扩散工艺参数设置，并运行温度曲线仿真。 | 10 |
2 | IC器件制造 | 在仿真平台上，进行CMOS非门（N陷-场隔离区-P场区-N场区-多晶硅栅-接触孔-第一层金属线-穿通接触孔-第二层金属线-钝化）制造工艺流程设计和仿真。 | 10 |
3 | 基于CMOS非门结构要求（N/P场区厚度1µm、外延层厚度2µm、N陷厚度3µm、场隔离区厚度2µm、多晶硅栅厚度1µm、多晶硅栅绝缘层厚度1µm、接触孔绝缘层厚度2µm、第一层金属线层厚度1µm、穿通接触孔绝缘层厚度2µm、第二层金属线层厚度1µm、钝化层厚度1µm）和工艺设定（工艺级别12″ 圆片-55nm、氧化硅膜厚度1µm、光刻胶厚度1µm），进行每层功能区（N陷-场隔离区-P场区-N场区-多晶硅栅-接触孔-第一层金属线-穿通接触孔-第二层金属线-钝化）制造工艺参数设计（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金），并通过NPN结构仿真，判断设置的正确性和验证。 | 15 | |
4 | 版图设计 工艺验证 | 首先输入CMOS非门版图文件，提取数据，绘制IC版图的图形。 再设置每层的功能和厚度，进行IC结构3D仿真和验证；然后选择设计该IC版图的工艺流程（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金），并进行IC结构变化仿真；验证版图设计的工艺合理性和正确性。 | 10 |
5 | IC器件工厂 | 在CMOS非门虚拟制造工厂中，按照CMOS非门工艺流程（N陷-场隔离区-P场区-N场区-多晶硅栅-接触孔-第一层金属线-穿通接触孔-第二层金属线-钝化） ，漫游找到每个工序设备（主要包括：制膜、光刻、刻蚀、掺杂扩散、合金）并交互操作，完成CMOS非门的生产，显示每台设备加工前后CMOS非门的结构变化。 | 15 |
6 | 集成电路 封装工艺 | 按封装类型MOSFET、引脚间距和铝线50µm直径要求，设置邦定工艺参数。 | 10 |
7 | IC器件封装 | 在仿真平台上，完成TSV封装工艺流程（减薄划片1/2-填充铜1/2-铜焊1/2-外壳封装-植球-测试）设计和仿真。 | 10 |
8 | 在仿真平台上，基于封装类型BGA208，选择设计TSV结构DRAM参数(尺寸和引脚数等) 和关键封装工艺参数（减薄划片、铜键合、塑封、置球等）。 | 10 | |
9 | IC封装工厂 | 在虚拟制造工厂中，按照BGA封装的工艺流程（减薄划片-粘贴键合-外壳封装-植球-测试）等，漫游找到每个工序设备并交互操作（开机、上料、生产模拟运行、取料和关机等），完成BGA的封装，显示每台设备加工前后BGA的封装结构变化。 | 10 |
七、其他注意事项
参加企业命题杯赛的作品，杯赛出题企业有权在同等条件下优先购买参加本企业杯赛及单项奖获奖团队作品的知识产权。
大赛组委会和杯赛企业对参赛作品提交的材料，在大赛相关环节中有使用权和展示权。
参赛项目可以参考现有公开发表的文献和论文内容，但应当在技术论文和答辩PPT中注明来源，且不能将参考的内容作为自己作品的创新部分。
（请参赛团队务必有一名成员添加报名杯赛的答疑钉钉群中，以便及时获取杯赛最新通知及进展，避免遗漏重要信息，群号码及入群方式：点击查看）
