Cales son os 6 pasos clave na fabricación de chips?

En 2020, producíronse máis dun billón de fichas en todo o mundo, o que equivale a 130 fichas posuídas e utilizadas por cada persoa no planeta.Aínda así, a recente escaseza de chips segue mostrando que este número aínda non alcanzou o seu límite superior.

Aínda que xa se poden producir chips a unha escala tan grande, producilos non é unha tarefa fácil.O proceso de fabricación de chips é complexo, e hoxe cubriremos os seis pasos máis críticos: deposición, revestimento de fotorresistencia, litografía, gravado, implantación iónica e envasado.

Deposición

A etapa de deposición comeza coa oblea, que se corta dun cilindro de silicio puro ao 99,99% (tamén chamado "lingote de silicio") e puliuse ata un acabado extremadamente suave, e despois deposítase unha fina película de material condutor, illante ou semicondutor. sobre a oblea, dependendo das esixencias estruturais, para poder imprimir nela a primeira capa.Este paso importante chámase a miúdo "deposición".

A medida que os chips se fan cada vez máis pequenos, os patróns de impresión en obleas faise máis complexo.Os avances na deposición, o gravado e a litografía son fundamentais para facer que os chips sexan cada vez máis pequenos e impulsar así a continuación da Lei de Moore.Isto inclúe técnicas innovadoras que utilizan novos materiais para facer máis preciso o proceso de deposición.

Revestimento fotorresistente

A continuación, as obleas están recubertas cun material fotosensible chamado "fotorresistencia" (tamén chamado "fotorresistencia").Hai dous tipos de fotorresistencias: "fotorresistencias positivas" e "fotorresistencias negativas".

A principal diferenza entre os fotorresistentes positivos e negativos é a estrutura química do material e a forma en que o fotorresistente reacciona á luz.No caso dos fotorresistentes positivos, a zona exposta á luz UV cambia de estrutura e faise máis soluble, preparándoa así para o gravado e a deposición.Os fotorresists negativos, pola contra, polimerizan nas zonas expostas á luz, o que dificulta a súa disolución.Os fotorresistentes positivos son os máis utilizados na fabricación de semicondutores porque poden acadar unha maior resolución, o que os converte nunha mellor opción para a fase de litografía.Agora hai varias empresas en todo o mundo que producen fotorresistencias para a fabricación de semicondutores.

Fotolitografía

A fotolitografía é crucial no proceso de fabricación do chip porque determina o pequenos que poden ser os transistores do chip.Nesta fase, as obleas colócanse nunha máquina de fotolitografía e expóñense a luz ultravioleta profunda.Moitas veces son miles de veces máis pequenos que un gran de area.

A luz proxéctase sobre a oblea a través dunha "placa de máscara" e a óptica de litografía (a lente do sistema DUV) encolle e enfoca o patrón de circuíto deseñado na placa de máscara sobre a fotoresistencia da oblea.Como se describiu anteriormente, cando a luz incide no revestimento fotorresistente, prodúcese un cambio químico que imprime o patrón na placa da máscara no revestimento do fotorresistente.

Conseguir o patrón exposto correctamente é unha tarefa complicada, con interferencia de partículas, refracción e outros defectos físicos ou químicos posibles no proceso.É por iso que ás veces necesitamos optimizar o patrón de exposición final corrixindo especificamente o patrón da máscara para que o patrón impreso se vexa como queremos.O noso sistema usa a "litografía computacional" para combinar modelos algorítmicos con datos da máquina de litografía e probar obleas para producir un deseño de máscara que é completamente diferente do patrón de exposición final, pero iso é o que queremos conseguir porque esa é a única forma de obter o patrón de exposición desexado.

Gravado

O seguinte paso é eliminar o fotorresistente degradado para revelar o patrón desexado.Durante o proceso de "grabado", a oblea cócese e desenvólvese, e parte da fotoresist é lavada para revelar un patrón 3D de canle aberto.O proceso de gravado debe formar características condutoras de forma precisa e consistente sen comprometer a integridade e estabilidade xerais da estrutura do chip.As técnicas avanzadas de gravado permiten aos fabricantes de chips usar patróns baseados en dobres, cuádruples e espaciadores para crear as pequenas dimensións dos deseños de chips modernos.

Do mesmo xeito que os fotorresistentes, o gravado divídese en tipos "seco" e "húmido".O gravado en seco utiliza un gas para definir o patrón exposto na oblea.O gravado húmido utiliza métodos químicos para limpar a oblea.

Un chip ten decenas de capas, polo que o gravado debe controlarse coidadosamente para evitar danar as capas subxacentes dunha estrutura de chip multicapa.Se o propósito do gravado é crear unha cavidade na estrutura, é necesario asegurarse de que a profundidade da cavidade sexa exactamente correcta.Algúns deseños de chips con ata 175 capas, como 3D NAND, fan que o paso de gravado sexa especialmente importante e difícil.

Inxección iónica

Unha vez que o patrón está gravado na oblea, a oblea é bombardeada con ións positivos ou negativos para axustar as propiedades condutoras de parte do patrón.Como material para obleas, o silicio de materia prima non é un illante perfecto nin un condutor perfecto.As propiedades condutoras do silicio sitúanse nalgún lugar intermedio.

Dirixir ións cargados ao cristal de silicio para que o fluxo de electricidade poida ser controlado para crear os interruptores electrónicos que son os bloques básicos de construción do chip, os transistores, chámase "ionización", tamén coñecida como "implantación iónica".Despois de ionizar a capa, elimínase o fotorresistente restante usado para protexer a área non gravada.

Embalaxe

Son necesarios miles de pasos para crear un chip nunha oblea, e leva máis de tres meses pasar do deseño á produción.Para eliminar o chip da oblea, córtase en chips individuais usando unha serra de diamante.Estes chips, chamados "bare die", están separados dunha oblea de 12 polgadas, o tamaño máis común que se usa na fabricación de semicondutores, e debido a que o tamaño dos chips varía, algunhas obleas poden conter miles de chips, mentres que outras contén só algunhas. ducia.

A continuación, estas obleas espidas colócanse nun "sustrato": un substrato que usa folla metálica para dirixir os sinais de entrada e saída da oblea espida ao resto do sistema.Despois cóbrese cun "disipador de calor", un pequeno recipiente de protección metálico plano que contén un refrixerante para garantir que o chip se manteña fresco durante o funcionamento.

totalmente automático 1

Perfil da compañía

Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. está a fabricar e exportar varias pequenas máquinas de selección e colocación desde 2010. Aproveitando a nosa propia I+D con experiencia e unha produción ben adestrada, NeoDen gaña unha gran reputación entre os clientes mundiais.

con presenza global en máis de 130 países, o excelente rendemento, a alta precisión e fiabilidade de NeoDenMáquinas PNPfanos perfectos para I+D, prototipado profesional e produción de lotes pequenos e medianos.Ofrecemos unha solución profesional de equipos SMT únicos.

Engadir: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, China

Teléfono: 86-571-26266266


Hora de publicación: 24-Abr-2022

Envíanos a túa mensaxe: