Popolna razlaga procesa proizvodnje čipov (1/2): od rezin do embalaže in testiranja

Proizvodnja vsakega polprevodniškega izdelka zahteva na stotine procesov, celoten proizvodni postopek pa je razdeljen na osem korakov:obdelava rezin - oksidacija - Fotolitografija - jedkanje - Tanka filmska odlaganje - medsebojno povezovanje - testiranje - embalaža.

1. korak:Obdelava rezin

Vsi polprevodniški procesi se začnejo z zrnom peska! Ker je silicij, ki ga vsebuje pesek, surovina, potrebna za izdelavo rezin. Rešice so okrogle rezine, izrezane iz enojnih kristalnih jeklenk iz silicija (SI) ali galijevega arsenida (GAAS). Za pridobivanje silicijevih materialov z visoko čistostjo je potreben silicijev pesek, potreben poseben material z vsebnostjo silicijevega dioksida do 95%, kar je tudi glavno surovino za izdelavo rezin. Obdelava rezin je postopek izdelave zgornjih rezin.

Ingot igranje

Prvič, pesek je treba segreti, da v njem ločimo ogljikov monoksid in silicij, postopek pa se ponavlja, dokler ne dobimo ultra visokega silicijevega silicija (EG-SI). Silicij z visoko čistostjo se stopi v tekočino in nato utrdi v eno samo kristalno trdno obliko, imenovano "ingot", kar je prvi korak v proizvodnji polprevodnikov.

Izdelava natančnosti silicijevih ingotov (silicijevih stebrov) je zelo visoka, dosega ravni nanometra, široko uporabljena metoda izdelave pa je metoda Czochralski.

Rezanje ingot

Po končanem prejšnjem koraku je treba oba konca ingota z diamantno žago odrezati in nato razrezati na tanke rezine določene debeline. Premer rezine ingot določa velikost rezine. Večje in tanjše rezine lahko razdelimo na bolj uporabne enote, kar pomaga zmanjšati proizvodne stroške. Po rezanju silicijevega ingota je treba na rezine dodati oznake "ravne površine" ali "dent", da se olajša nastavitev smer obdelave kot standarda v naslednjih korakih.

Polivanje površin rezin

Rezine, pridobljene z zgornjim postopkom rezanja, se imenujejo "gole rezine", torej nepredelane "surove rezine". Površina gole rezine je neenakomerna in vzorca vezja ni mogoče natisniti neposredno na njej. Zato je treba najprej odstraniti okvare površin s postopki mletja in kemičnega jedkanja, nato polirati do gladke površine in nato s čiščenjem odstraniti preostale onesnaževalce, da dobite končno rezino s čisto površino.

2. korak: oksidacija

Vloga procesa oksidacije je oblikovati zaščitni film na površini rezine. Ščiti rezine pred kemičnimi nečistočami, preprečuje, da bi tok puščanja vstopil v vezje, preprečuje difuzijo med ionsko implantacijo in preprečuje, da bi rezina med jedcem zdrsnila.

Prvi korak postopka oksidacije je odstranjevanje nečistoč in onesnaževalcev. Za odstranjevanje organske snovi, kovinske nečistoče in izhlapevanje preostale vode zahteva štiri korake. Po čiščenju lahko rezina postavimo v visoko temperaturno okolje 800 do 1200 stopinj Celzija, plast silicijevega dioksida (tj. "Oksida") pa nastane s pretokom kisika ali pare na površini rezine. Kisik se razprši skozi oksidno plast in reagira s silicijem, da tvori oksidno plast različne debeline, njegovo debelino pa lahko merimo po končani oksidaciji.

Suha oksidacija in mokra oksidacija, odvisno od različnih oksidantov v reakciji oksidacije, lahko postopek toplotne oksidacije razdelimo na suho oksidacijo in mokro oksidacijo. Nekdanja uporablja čisti kisik za proizvodnjo silicijevega dioksida, ki je počasna, vendar je oksidna plast tanka in gosta. Slednji zahteva tako kisik kot zelo topno vodno paro, za katero je značilna hitrost rasti, vendar relativno debela zaščitna plast z nizko gostoto.

Poleg oksidanta obstajajo tudi druge spremenljivke, ki vplivajo na debelino plasti silicijevega dioksida. Prvič, struktura rezin, njegove površinske napake in notranja koncentracija dopinga bodo vplivali na hitrost nastajanja oksidne plasti. Poleg tega bo višji tlak in temperatura, ki nastane z oksidacijsko opremo, hitrejša bo nastala plast oksida. Med postopkom oksidacije je treba uporabiti tudi lutko v skladu s položajem rezine v enoti za zaščito rezin in zmanjšanje razlike v stopnji oksidacije.

3. korak: Fotolitografija

Fotolitografija je "tiskanje" vzorca vezja na rezino skozi svetlobo. Lahko ga razumemo kot risanje ravninskega zemljevida, potrebnega za proizvodnjo polprevodnikov na površini rezine. Večja kot je finost vzorca vezja, večja je integracija končnega čipa, ki ga je treba doseči z napredno tehnologijo fotolitografije. Konkretno, fotolitografijo lahko razdelimo na tri korake: premaza fotoresist, izpostavljenost in razvoj.

Prevleka

Prvi korak risanja vezja na rezini je, da fotoresist premažete na oksidni plasti. Fotoresist naredi rezino "foto papir" s spreminjanjem svojih kemičnih lastnosti. Čim tanjša je fotoresistična plast na površini rezine, bolj enakomerna prevleka in lepša je vzorec, ki ga je mogoče natisniti. Ta korak je mogoče izvesti z metodo "spin premaz". Glede na razliko v reaktivnosti svetlobe (ultravijolične) lahko fotoresiste razdelimo na dve vrsti: pozitivno in negativno. Prva se bo po izpostavitvi svetlobi razpadla in izginila, tako da bo vzorec neizpostavljenega območja pustil, medtem ko se bo slednji polimeriziral po izpostavljenosti svetlobi in se pojavil vzorec izpostavljenega dela.

Izpostavljenost

Ko je fotoresistični film zajet na rezini, lahko tiskanje vezja dokončamo z nadzorom izpostavljenosti svetlobi. Ta postopek se imenuje "izpostavljenost". Lahko selektivno prenašamo svetlobo skozi opremo za izpostavljenost. Ko svetloba prehaja skozi masko, ki vsebuje vzorec vezja, lahko vezje natisnete na rezino, prevlečeno s fotoresističnim filmom spodaj.

Med postopkom izpostavljenosti, lepši je tiskani vzorec, več komponent lahko končni čip sprejme, kar pomaga izboljšati učinkovitost proizvodnje in zmanjšati stroške vsake komponente. Na tem področju je nova tehnologija, ki trenutno pritegne veliko pozornosti, EUV litografija. Lam Research Group je skupaj razvila novo fotoresistično tehnologijo suhega filma s strateškimi partnerji ASML in IMEC. Ta tehnologija lahko močno izboljša produktivnost in donos postopka izpostavljenosti litografiji EUV z izboljšanjem ločljivosti (ključni dejavnik v širini natančne nastavitve vezja).

Razvoj

Korak po izpostavljenosti je razprševanje razvijalca na rezino, namen je odstraniti fotoresist v odkritem območju vzorca, tako da se lahko razkrije vzorec tiskanega vezja. Po zaključku razvoja ga je treba preveriti z različno merilno opremo in optičnimi mikroskopi, da se zagotovi kakovost diagrama vezja.

4. korak: Jedkanica

Po fotolitografiji sheme vezja na rezini se uporabi postopek jedkanja za odstranjevanje katerega koli presežka oksida in zapusti samo diagram polprevodniškega vezja. Za to se za odstranjevanje izbranih odvečnih delov uporablja tekočina, plin ali plazma. Obstajata dve glavni metodi jedkanja, odvisno od uporabljenih snovi: mokro jedkanje z uporabo specifične kemične raztopine za kemično reagiranje za odstranjevanje oksidnega filma in suho jedkanje s plinom ali plazmo.

Mokro jedkanje

Mokro jedkanje z uporabo kemičnih raztopin za odstranjevanje oksidnih filmov ima prednosti nizkih stroškov, hitrosti jedkanja in visoke produktivnosti. Vendar pa je mokro jedkanje izotropno, to je, da je njegova hitrost enaka v kateri koli smeri. To povzroči, da maska ​​(ali občutljiv film) ni popolnoma poravnana z jedkanim oksidnim filmom, zato je težko obdelati zelo fine diagrame vezja.

Suho jedkanje

Suho jedkanje lahko razdelimo na tri različne vrste. Prvo je kemično jedkanje, ki uporablja jedkanice (predvsem vodikov fluorid). Tako kot mokro jedkanje je tudi ta metoda izotropna, kar pomeni, da ni primerna za fino jedkanje.

Druga metoda je fizično brizganje, ki uporablja ione v plazmi za udarce in odstranjevanje presežnega oksidnega sloja. Kot metoda anizotropnega jedkanja ima brizganje jedkanice v vodoravni in navpični smeri različne stopnje jedkanja, tako da je njegova finost tudi boljša od kemičnega jedkanja. Vendar je pomanjkljivost te metode, da je hitrost jedkanja počasna, ker se v celoti opira na fizično reakcijo, ki jo povzroča ionski trk.

Zadnja tretja metoda je reaktivno ionsko jedkanje (RIE). RIE združuje prvi dve metodi, torej med uporabo plazme za ionizacijsko fizično jedkanje se kemično jedkanje izvaja s pomočjo prostih radikalov, ki nastanejo po aktivaciji plazme. Poleg hitrosti jedkanja, ki presega prve dve metodi, lahko RIE uporabi anizotropne značilnosti ionov za doseganje jedkanja z visokim natančnim vzorcem.

Danes se je za izboljšanje donosa drobnih polprevodniških vezij pogosto uporabljalo suho jedkanje. Vzdrževanje enakomernosti jedkanja po celotnem nivoju in povečanje hitrosti jedkanja sta ključnega pomena, današnja najnaprednejša oprema za suho jedkanje pa podpira proizvodnjo najnaprednejših logičnih in pomnilniških čipov z večjo zmogljivostjo.

Vetek Semiconductor je profesionalni kitajski proizvajalecTantalum karbidni premaz, Silicijev karbidni premaz, Poseben grafit, Keramika iz silicijevega karbidainDruga polprevodniška keramika. Vetek Semiconductor se zavezuje k zagotavljanju naprednih rešitev za različne izdelke SIC rezin za industrijo polprevodnikov.

Če vas zgornji izdelki zanimajo, vas prosimo, da nas kontaktirate neposredno.  

Mob: +86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

E -pošta: anny@veteksemi.com