Isang Kumpletong Paliwanag ng Proseso ng Paggawa ng Chip (1/2): Mula sa Wafer hanggang sa Pag -iimpake at Pagsubok

Ang paggawa ng bawat produkto ng semiconductor ay nangangailangan ng daan -daang mga proseso, at ang buong proseso ng pagmamanupaktura ay nahahati sa walong hakbang:pagproseso ng wafer - oksihenasyon - Photolithography - etching - Manipis na pag -aalis ng pelikula - magkakaugnay - Pagsubok - packaging.

Hakbang 1:Pagproseso ng wafer

Ang lahat ng mga proseso ng semiconductor ay nagsisimula sa isang butil ng buhangin! Dahil ang silikon na nakapaloob sa buhangin ay ang hilaw na materyal na kinakailangan upang makabuo ng mga wafer. Ang mga wafer ay mga bilog na hiwa na pinutol mula sa mga solong kristal na cylinders na gawa sa silikon (SI) o gallium arsenide (GAAs). Upang kunin ang mga materyales na may mataas na kadalisayan, ang silica buhangin, isang espesyal na materyal na may nilalaman ng silikon na dioxide na hanggang sa 95%, ay kinakailangan, na kung saan ay din ang pangunahing hilaw na materyal para sa paggawa ng mga wafer. Ang pagproseso ng wafer ay ang proseso ng paggawa ng mga wafer sa itaas.

Ingot casting

Una, ang buhangin ay kailangang maiinit upang paghiwalayin ang carbon monoxide at silikon sa loob nito, at ang proseso ay paulit-ulit hanggang makuha ang ultra-high purity electronic grade silikon (EG-Si). Ang mataas na kadalisayan na silikon ay natutunaw sa likido at pagkatapos ay pinapatibay sa isang solong kristal na form, na tinatawag na isang "ingot", na kung saan ay ang unang hakbang sa paggawa ng semiconductor.

Ang katumpakan ng pagmamanupaktura ng mga silikon na ingot (mga haligi ng silikon) ay napakataas, na umaabot sa antas ng nanometer, at ang malawak na ginagamit na pamamaraan ng pagmamanupaktura ay ang pamamaraan ng czochralski.

Pagputol ng ingot

Matapos makumpleto ang nakaraang hakbang, kinakailangan upang putulin ang dalawang dulo ng ingot na may isang lagari ng brilyante at pagkatapos ay gupitin ito sa manipis na hiwa ng isang tiyak na kapal. Ang diameter ng ingot slice ay tumutukoy sa laki ng wafer. Ang mas malaki at mas payat na mga wafer ay maaaring nahahati sa mas magagamit na mga yunit, na tumutulong upang mabawasan ang mga gastos sa produksyon. Matapos i -cut ang silikon ingot, kinakailangan upang magdagdag ng "flat area" o "dent" na marka sa mga hiwa upang mapadali ang pagtatakda ng direksyon ng pagproseso bilang isang pamantayan sa mga kasunod na hakbang.

Wafer ibabaw buli

Ang mga hiwa na nakuha sa pamamagitan ng proseso ng pagputol sa itaas ay tinatawag na "hubad na mga wafer", iyon ay, hindi na -proseso na "raw wafers". Ang ibabaw ng hubad na wafer ay hindi pantay at ang pattern ng circuit ay hindi maaaring mai -print nang direkta dito. Samakatuwid, kinakailangan na alisin muna ang mga depekto sa ibabaw sa pamamagitan ng mga proseso ng paggiling at kemikal, pagkatapos ay polish upang makabuo ng isang makinis na ibabaw, at pagkatapos ay alisin ang mga natitirang mga kontaminado sa pamamagitan ng paglilinis upang makakuha ng isang tapos na wafer na may malinis na ibabaw.

Hakbang 2: Oxidation

Ang papel ng proseso ng oksihenasyon ay upang makabuo ng isang proteksiyon na pelikula sa ibabaw ng wafer. Pinoprotektahan nito ang wafer mula sa mga impurities ng kemikal, pinipigilan ang pagtagas kasalukuyang mula sa pagpasok ng circuit, pinipigilan ang pagsasabog sa panahon ng pagtatanim ng ion, at pinipigilan ang wafer mula sa pagdulas sa panahon ng pag -etching.

Ang unang hakbang ng proseso ng oksihenasyon ay ang pagtanggal ng mga impurities at kontaminado. Nangangailangan ito ng apat na hakbang upang alisin ang mga organikong bagay, metal impurities at evaporate na natitirang tubig. Pagkatapos ng paglilinis, ang wafer ay maaaring mailagay sa isang mataas na temperatura ng kapaligiran na 800 hanggang 1200 degree Celsius, at isang layer ng silikon na dioxide (i.e. "oxide") na layer ay nabuo sa pamamagitan ng daloy ng oxygen o singaw sa ibabaw ng wafer. Ang Oxygen ay nagkakalat sa pamamagitan ng layer ng oxide at reaksyon na may silikon upang makabuo ng isang oxide layer ng iba't ibang kapal, at ang kapal nito ay maaaring masukat pagkatapos makumpleto ang oksihenasyon.

Ang dry oksihenasyon at basa na oksihenasyon depende sa iba't ibang mga oxidants sa reaksyon ng oksihenasyon, ang proseso ng thermal oxidation ay maaaring nahahati sa dry oksihenasyon at basa na oksihenasyon. Ang dating ay gumagamit ng purong oxygen upang makabuo ng isang layer ng silikon na dioxide, na mabagal ngunit ang layer ng oxide ay payat at siksik. Ang huli ay nangangailangan ng parehong oxygen at lubos na natutunaw na singaw ng tubig, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang mabilis na rate ng paglago ngunit isang medyo makapal na proteksiyon na layer na may mababang density.

Bilang karagdagan sa oxidant, may iba pang mga variable na nakakaapekto sa kapal ng layer ng silikon dioxide. Una, ang istraktura ng wafer, ang mga depekto sa ibabaw nito at panloob na konsentrasyon ng doping ay makakaapekto sa rate ng henerasyon ng layer ng oxide. Bilang karagdagan, ang mas mataas na presyon at temperatura na nabuo ng kagamitan sa oksihenasyon, mas mabilis ang layer ng oxide. Sa panahon ng proseso ng oksihenasyon, kinakailangan din na gumamit ng isang dummy sheet ayon sa posisyon ng wafer sa yunit upang maprotektahan ang wafer at mabawasan ang pagkakaiba sa degree ng oksihenasyon.

Hakbang 3: Photolithography

Ang Photolithography ay upang "i -print" ang pattern ng circuit papunta sa wafer sa pamamagitan ng ilaw. Maiintindihan natin ito bilang pagguhit ng mapa ng eroplano na kinakailangan para sa paggawa ng semiconductor sa ibabaw ng wafer. Ang mas mataas na katapatan ng pattern ng circuit, mas mataas ang pagsasama ng natapos na chip, na dapat makamit sa pamamagitan ng advanced na teknolohiya ng photolithography. Partikular, ang photolithography ay maaaring nahahati sa tatlong mga hakbang: coating photoresist, pagkakalantad at pag -unlad.

Patong

Ang unang hakbang ng pagguhit ng isang circuit sa isang wafer ay ang amerikana ang photoresist sa layer ng oxide. Ginagawa ng Photoresist ang wafer na isang "photo paper" sa pamamagitan ng pagbabago ng mga katangian ng kemikal. Ang payat ang layer ng photoresist sa ibabaw ng wafer, mas pantay ang patong, at mas pinong ang pattern na maaaring mai -print. Ang hakbang na ito ay maaaring gawin sa pamamagitan ng "spin coating" na pamamaraan. Ayon sa pagkakaiba sa reaktibo ng ilaw (ultraviolet), ang mga photoresist ay maaaring nahahati sa dalawang uri: positibo at negatibo. Ang dating ay mabubulok at mawawala pagkatapos ng pagkakalantad sa ilaw, na iniiwan ang pattern ng hindi nabibilang na lugar, habang ang huli ay mag -polymerize pagkatapos ng pagkakalantad sa ilaw at lilitaw ang pattern ng nakalantad na bahagi.

Pagkalantad

Matapos ang photoresist film ay sakop sa wafer, ang pag -print ng circuit ay maaaring makumpleto sa pamamagitan ng pagkontrol sa light exposure. Ang prosesong ito ay tinatawag na "pagkakalantad". Maaari nating piliin ang ilaw sa pamamagitan ng mga kagamitan sa pagkakalantad. Kapag ang ilaw ay dumadaan sa mask na naglalaman ng pattern ng circuit, ang circuit ay maaaring mai -print sa wafer na pinahiran ng film na photoresist sa ibaba.

Sa panahon ng proseso ng pagkakalantad, mas pinong ang nakalimbag na pattern, mas maraming mga sangkap ang pangwakas na chip ay maaaring mapaunlakan, na tumutulong upang mapabuti ang kahusayan ng produksyon at mabawasan ang gastos ng bawat sangkap. Sa larangang ito, ang bagong teknolohiya na kasalukuyang nakakaakit ng maraming pansin ay EUV lithography. Ang LAM Research Group ay magkakasamang nakabuo ng isang bagong teknolohiya ng dry film photoresist na may mga madiskarteng kasosyo sa ASML at IMEC. Ang teknolohiyang ito ay maaaring mapabuti ang pagiging produktibo at ani ng proseso ng pagkakalantad ng EUV lithography sa pamamagitan ng pagpapabuti ng resolusyon (isang pangunahing kadahilanan sa lapad ng fine-tuning circuit).

Kaunlaran

Ang hakbang pagkatapos ng pagkakalantad ay ang pag -spray ng developer sa wafer, ang layunin ay alisin ang photoresist sa walang takip na lugar ng pattern, upang ang naka -print na pattern ng circuit ay maipahayag. Matapos makumpleto ang pag -unlad, kailangang suriin ito ng iba't ibang mga kagamitan sa pagsukat at mga optical mikroskopyo upang matiyak ang kalidad ng diagram ng circuit.

Hakbang 4: Etching

Matapos ang photolithography ng diagram ng circuit ay nakumpleto sa wafer, ang isang proseso ng etching ay ginagamit upang alisin ang anumang labis na oxide film at iwanan lamang ang diagram ng semiconductor circuit. Upang gawin ito, ang likido, gas o plasma ay ginagamit upang alisin ang mga napiling labis na bahagi. Mayroong dalawang pangunahing pamamaraan ng etching, depende sa mga sangkap na ginamit: wet etching gamit ang isang tiyak na solusyon sa kemikal sa kemikal na reaksyon upang alisin ang film na oxide, at tuyong etching gamit ang gas o plasma.

Wet etching

Ang wet etching gamit ang mga solusyon sa kemikal upang alisin ang mga pelikulang oxide ay may mga pakinabang ng mababang gastos, mabilis na bilis ng pag -etching at mataas na produktibo. Gayunpaman, ang wet etching ay isotropic, iyon ay, ang bilis nito ay pareho sa anumang direksyon. Nagdudulot ito ng mask (o sensitibong pelikula) na hindi ganap na nakahanay sa etched oxide film, kaya mahirap iproseso ang napakahusay na mga diagram ng circuit.

Dry etching

Ang dry etching ay maaaring nahahati sa tatlong magkakaibang uri. Ang una ay ang kemikal na etching, na gumagamit ng mga etching gas (pangunahin ang hydrogen fluoride). Tulad ng wet etching, ang pamamaraang ito ay isotropic, na nangangahulugang hindi ito angkop para sa pinong etching.

Ang pangalawang pamamaraan ay pisikal na sputtering, na gumagamit ng mga ions sa plasma upang maapektuhan at alisin ang labis na layer ng oxide. Bilang isang pamamaraan ng anisotropic etching, ang sputtering etching ay may iba't ibang mga rate ng etching sa pahalang at patayong direksyon, kaya ang katapatan nito ay mas mahusay kaysa sa kemikal na etching. Gayunpaman, ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang bilis ng etching ay mabagal dahil lubos itong nakasalalay sa pisikal na reaksyon na dulot ng pagbangga ng ion.

Ang huling ikatlong pamamaraan ay ang reaktibo na ion etching (RIE). Pinagsasama ng RIE ang unang dalawang pamamaraan, iyon ay, habang gumagamit ng plasma para sa pag -ionisasyon ng pisikal na etching, ang kemikal na etching ay isinasagawa sa tulong ng mga libreng radikal na nabuo pagkatapos ng pag -activate ng plasma. Bilang karagdagan sa bilis ng etching na lumampas sa unang dalawang pamamaraan, maaaring magamit ng RIE ang mga katangian ng anisotropic ng mga ion upang makamit ang mataas na katumpakan na pattern ng pattern.

Ngayon, ang dry etching ay malawakang ginagamit upang mapagbuti ang ani ng mga pinong semiconductor circuit. Ang pagpapanatili ng full-wafer etching na pagkakapareho at pagtaas ng bilis ng etching ay kritikal, at ang pinaka-advanced na kagamitan sa dry etching ngayon ay sumusuporta sa paggawa ng pinaka advanced na lohika at memorya ng memorya na may mas mataas na pagganap.

Ang Vetek Semiconductor ay isang propesyonal na tagagawa ng Tsino ngTantalum Carbide Patong, Silicon Carbide Patong, Espesyal na Graphite, Silicon Carbide CeramicsatIba pang mga semiconductor ceramics. Ang Vetek Semiconductor ay nakatuon sa pagbibigay ng mga advanced na solusyon para sa iba't ibang mga produktong SIC Wafer para sa industriya ng semiconductor.

Kung interesado ka sa mga produkto sa itaas, mangyaring huwag mag -atubiling makipag -ugnay sa amin nang direkta.  

MOB: +86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

Email: anny@veteksemi.com