Повне пояснення процесу виробництва чіпів (1/2): від вафельної упаковки та тестування

Виробництво кожного напівпровідникового продукту вимагає сотень процесів, а весь виробничий процес поділяється на вісім кроків:обробка вафель - окислення - Фотолітографія - потеблення - Тонке осадження плівки - взаємозв'язок - тестування - упаковка.

Крок 1:Обробка вафель

Усі напівпровідникові процеси починаються з зерна піску! Тому що кремній, що міститься в піску, - це сировина, необхідна для виробництва вафель. Вафри - це круглі шматочки, вирізані з монокристалічних циліндрів, виготовлених з кремнію (СІ) або арсеніду галій (GAAS). Для вилучення кремнієвих матеріалів з високою чистотою кремнієвий пісок, потрібен спеціальний матеріал із вмістом діоксиду кремнію до 95%, що також є основною сировиною для виготовлення вафель. Обробка вафель - це процес виготовлення вищевказаних вафель.

Кастинг

По-перше, пісок потрібно нагрівати, щоб розділити в ньому оксид вуглецю та кремнію, і процес повторюється до тих пір, поки не буде отримано кремнію електронного класу ультра-високої чистоти (EG-SI). Кремній високої чистоти тане в рідину, а потім твердне в однокристалічну тверду форму, що називається "зличкою", який є першим кроком у виробництві напівпровідників.

Виробнича точність злитків кремнію (кремнієві стовпи) дуже висока, досягаючи рівня нанометра, а широко застосовуваний метод виготовлення - метод Чокральського.

Різання злиття

Після завершення попереднього кроку необхідно відрізати два кінці злиття алмазною пилкою, а потім розрізати його тонкими шматочками певної товщини. Діаметр зрізання зливу визначає розмір пластини. Більші та тонші вафлі можна розділити на більш корисні одиниці, що допомагає зменшити виробничі витрати. Після розрізання кремнієвого злиття необхідно додати на шматочки "плоска область" або "вм'ятина", щоб полегшити встановлення напрямку обробки як стандарт у наступних кроках.

Власна поверхня полірування

Шматочки, отримані за допомогою вищевказаного процесу різання, називаються "голими вафлями", тобто непереробленими "сирими вафлями". Поверхня гола вафельна нерівна, і схема схеми не може бути надрукована безпосередньо на ній. Тому необхідно спочатку видалити дефекти поверхні за допомогою процесів шліфування та хімічного травлення, потім польтируйте, щоб утворити гладку поверхню, а потім видалити залишкові забруднення шляхом очищення, щоб отримати готову вафель з чистою поверхнею.

Крок 2: окислення

Роль процесу окислення полягає у формуванні захисної плівки на поверхні вафлі. Він захищає вафлі від хімічних домішок, запобігає потраплянню струму витоку в ланцюг, запобігає дифузії під час іонної імплантації та запобігає ковзанню вафлі під час травлення.

Перший крок процесу окислення - видалення домішок та забруднень. Для видалення органічних речовин, домішок металів і випаровування залишкової води потрібно чотири кроки. Після очищення пластина можна розмістити у середовищі високої температури від 800 до 1200 градусів Цельсія, а кремній діоксид (тобто "оксид") утворюється потоком кисню або пари на поверхні пластини. Кисень дифундує через оксидний шар і реагує з кремнію, утворюючи оксидний шар різної товщини, а його товщину можна виміряти після завершення окислення.

Сухе окислення та вологе окислення залежно від різних окисників в реакції окислення, процес теплового окислення може бути поділений на сухе окислення та вологе окислення. Перший використовує чистий кисень для отримання кремнієвого діоксидного шару, який повільний, але оксидний шар тонкий і щільний. Останній вимагає як кисневої, так і високо розчинної водяної пари, яка характеризується швидкою швидкістю росту, але відносно товстим захисним шаром з низькою щільністю.

Окрім окислювача, є й інші змінні, які впливають на товщину діоксиду кремнію. По -перше, структура вафель, її поверхневі дефекти та внутрішня концентрація допінгу впливатимуть на швидкість генерації оксидного шару. Крім того, чим більший тиск і температура, що генерується окислювальним обладнанням, тим швидше буде генеруватися оксидний шар. Під час процесу окислення також необхідно використовувати фіктивний лист відповідно до положення вафлі в одиниці для захисту пластини та зменшення різниці в ступені окислення.

Крок 3: Фотолітографія

Фотолітографія полягає в тому, щоб "надрукувати" схему схеми на вафлі через світло. Ми можемо зрозуміти це як малюнок площинної карти, необхідної для виробництва напівпровідників на поверхні вафлі. Чим вища тонкість схеми схеми, тим вище інтеграція готової мікросхеми, яка повинна бути досягнута за допомогою передової технології фотолітографії. Зокрема, фотолітографію можна розділити на три етапи: Фоторист покриття, експозиція та розвиток.

Покриття

Перший крок малювання ланцюга на вафлі - це покрити фоторезист на оксидному шарі. Фоторезист робить вафель "фотокомпанією", змінюючи свої хімічні властивості. Чим тонший фоторезистський шар на поверхні пластини, тим більш рівномірним покриттям, і тим тонше - візерунок, який можна надрукувати. Цей крок можна зробити методом "спінового покриття". Згідно з різницею світлової (ультрафіолетової) реакційної здатності, фоторезистів можна розділити на два типи: позитивні та негативні. Перший розкладається і зникне після впливу світла, залишаючи схему неекспонованої області, тоді як другий буде полімеризуватися після впливу світла і зробить схему оголеної частини.

Контакт

Після того, як фоторесистська плівка покрита на вафлі, друк ланцюга може бути завершена, контролюючи експозицію світла. Цей процес називається "експозиція". Ми можемо вибірково пропустити світло через обладнання для експозиції. Коли світло проходить через маску, що містить схему, схема може бути надрукована на вафлі, покриті фоторезистською плівкою нижче.

Під час процесу експозиції, чим тонше друкований малюнок, тим більше компонентів може вмістити кінцевий чіп, що допомагає підвищити ефективність виробництва та знизити вартість кожного компонента. У цій галузі нова технологія, яка в даний час привертає багато уваги, - це літографія EUV. LAM Research Group спільно розробила нову технологію фотографій сухого фільму зі стратегічними партнерами ASML та IMEC. Ця технологія може значно підвищити продуктивність та вихід процесу експозиції літографії EUV, покращуючи роздільну здатність (ключовий фактор ширини ланцюга тонкої настройки).

Розвиток

Крок після експозиції - розпорошити розробника на пластину, мета - видалити фоторезист у невиконаній області візерунка, щоб можна було розкрити шаблон друкованого ланцюга. Після завершення розробки його потрібно перевірити за допомогою різних вимірювальних обладнання та оптичних мікроскопів, щоб забезпечити якість схеми схеми.

Крок 4: травлення

Після завершення фотолітографії схеми схеми на вафлі використовується процес травлення для видалення будь -якої зайвої плівки оксиду та залишає лише діаграму напівпровідникової схеми. Для цього для видалення вибраних зайвих частин використовується рідина, газ або плазма. Існує два основні методи травлення, залежно від використовуваних речовин: мокре травлення з використанням специфічного хімічного розчину для хімічного реагування на видалення оксидної плівки та сухе травлення за допомогою газової або плазми.

Вологе травлення

Мокрі травлення з використанням хімічних розчинів для видалення оксидних плівок має переваги низької вартості, швидкої швидкості травлення та високої продуктивності. Однак вологе травлення є ізотропним, тобто його швидкість однакова в будь -якому напрямку. Це призводить до того, що маска (або чутлива плівка) не повністю узгоджена з оксидною плівкою травлення, тому важко обробити дуже тонкі схеми ланцюга.

Сухе травлення

Сухе травлення можна розділити на три різні типи. Перший - це хімічне травлення, яке використовує травлення газів (в основному фторид водню). Як і мокре травлення, цей метод є ізотропним, а це означає, що він не підходить для тонкого травлення.

Другий метод - це фізичне розпилення, яке використовує іони в плазмі для впливу та видалення надлишкового оксидного шару. Як метод анізотропного травлення, травлення розпилення має різні показники травлення в горизонтальних та вертикальних напрямках, тому його тонкість також краща, ніж хімічне травлення. Однак недоліком цього методу є те, що швидкість травлення повільна, оскільки вона повністю покладається на фізичну реакцію, спричинену зіткненням іонів.

Останній третій метод - це реактивне травлення іонів (RIE). RIE поєднує в собі перші два методи, тобто, використовуючи плазму для фізичного травлення іонізації, хімічне травлення проводиться за допомогою вільних радикалів, що утворюються після активації плазми. Окрім швидкості травлення, що перевищує перші два методи, RIE може використовувати анізотропні характеристики іонів для досягнення високоточного травлення.

Сьогодні для поліпшення врожайності тонких напівпровідникових схем широко використовується сухе травлення. Підтримка рівномірності та збільшення обшивки з повним важелем є критичною, і найсучаснішим засобом сухого травлення сьогодні підтримує виробництво найсучасніших мікросхем логіки та пам’яті з більш високими продуктивністю.

Vetek Semiconductor - професійний китайський виробникПокриття карбіду Tantalum, Кремнієве покриття карбіду, Спеціальний графіт, Кераміка карбіду кремніюіІнші напівпровідникові кераміки. Vetek Semiconductor прагне надати передові рішення для різних продуктів SIC вафель для напівпровідникової галузі.

Якщо вас цікавить вищезазначені продукти, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з нами безпосередньо.  

Моб: +86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

Електронна пошта: anny@veteksemi.com