I 2020 ble det produsert mer enn en billion sjetonger over hele verden, noe som tilsvarer 130 sjetonger som eies og brukes av hver person på planeten.Likevel fortsetter den siste brikkemangelen å vise at dette antallet ennå ikke har nådd sin øvre grense.
Selv om chips allerede kan produseres i så stor skala, er det ikke en lett oppgave å produsere dem.Prosessen med å produsere brikker er kompleks, og i dag skal vi dekke de seks mest kritiske trinnene: avsetning, fotoresistbelegg, litografi, etsing, ioneimplantasjon og pakking.
Deponering
Avsetningstrinnet begynner med waferen, som er kuttet fra en 99,99 % ren silisiumsylinder (også kalt en "silisiumbarre") og polert til en ekstremt jevn finish, og deretter avsettes en tynn film av leder-, isolator- eller halvledermateriale på waferen, avhengig av de strukturelle kravene, slik at det første laget kan trykkes på den.Dette viktige trinnet blir ofte referert til som "avsetning".
Ettersom sjetongene blir mindre og mindre, blir utskriftsmønstre på wafere mer komplekse.Fremskritt innen avsetning, etsing og litografi er nøkkelen til å gjøre sjetonger stadig mindre og dermed drive videreføringen av Moores lov.Dette inkluderer innovative teknikker som bruker nye materialer for å gjøre avsetningsprosessen mer presis.
Fotoresistbelegg
Wafere blir deretter belagt med et fotosensitivt materiale kalt "fotoresist" (også kalt "fotoresist").Det finnes to typer fotoresister - "positive fotoresister" og "negative fotoresister".
Hovedforskjellen mellom positive og negative fotoresister er den kjemiske strukturen til materialet og måten fotoresisten reagerer på lys.Når det gjelder positive fotoresister, endrer området som utsettes for UV-lys struktur og blir mer løselig, og forbereder det dermed for etsing og avsetning.Negative fotoresister på den annen side polymeriserer i områdene som utsettes for lys, noe som gjør dem vanskeligere å løse opp.Positive fotoresister er de mest brukte i halvlederproduksjon fordi de kan oppnå høyere oppløsning, noe som gjør dem til et bedre valg for litografistadiet.Det er nå en rekke selskaper rundt om i verden som produserer fotoresister for halvlederproduksjon.
Fotolitografi
Fotolitografi er avgjørende i brikkefremstillingsprosessen fordi den bestemmer hvor små transistorene på brikken kan være.På dette stadiet settes skivene inn i en fotolitografimaskin og blir utsatt for dypt ultrafiolett lys.Mange ganger er de tusenvis av ganger mindre enn et sandkorn.
Lys projiseres på waferen gjennom en "maskeplate" og litografioptikken (linsen til DUV-systemet) krymper og fokuserer det utformede kretsmønsteret på maskeplaten på fotoresisten på waferen.Som tidligere beskrevet, når lyset treffer fotoresisten, oppstår det en kjemisk endring som preger mønsteret på maskeplaten på fotoresistbelegget.
Å få det eksponerte mønsteret helt riktig er en vanskelig oppgave, med partikkelinterferens, refraksjon og andre fysiske eller kjemiske defekter som er mulig i prosessen.Derfor må vi noen ganger optimalisere det endelige eksponeringsmønsteret ved å spesifikt korrigere mønsteret på masken for å få det trykte mønsteret til å se ut slik vi vil ha det.Systemet vårt bruker "beregningslitografi" for å kombinere algoritmiske modeller med data fra litografimaskinen og testwafere for å produsere en maskedesign som er helt forskjellig fra det endelige eksponeringsmønsteret, men det er det vi ønsker å oppnå fordi det er den eneste måten å få ønsket eksponeringsmønster.
Etsning
Det neste trinnet er å fjerne den degraderte fotoresisten for å avsløre ønsket mønster.Under "etsing"-prosessen bakes og fremkalles waferen, og noe av fotoresisten vaskes av for å avsløre et 3D-mønster med åpen kanal.Etseprosessen må danne ledende egenskaper presist og konsekvent uten å kompromittere den generelle integriteten og stabiliteten til brikkestrukturen.Avanserte etsningsteknikker lar brikkeprodusenter bruke doble, firedoble og spacerbaserte mønstre for å lage de små dimensjonene til moderne brikkedesign.
Som fotoresist er etsing delt inn i "tørre" og "våte" typer.Tørr etsing bruker en gass for å definere det eksponerte mønsteret på waferen.Våtetsing bruker kjemiske metoder for å rengjøre waferen.
En brikke har dusinvis av lag, så etsing må kontrolleres nøye for å unngå å skade de underliggende lagene i en flerlags brikkestruktur.Hvis formålet med etsingen er å skape et hulrom i strukturen, er det nødvendig å sikre at dybden på hulrommet er helt riktig.Noen brikkedesign med opptil 175 lag, for eksempel 3D NAND, gjør etsetrinnet spesielt viktig og vanskelig.
Ioninjeksjon
Når mønsteret er etset på waferen, bombarderes waferen med positive eller negative ioner for å justere de ledende egenskapene til en del av mønsteret.Som materiale for wafere er ikke råmaterialet silisium en perfekt isolator eller en perfekt leder.Silisiums ledende egenskaper faller et sted i mellom.
Å rette ladede ioner inn i silisiumkrystallen slik at strømmen av elektrisitet kan kontrolleres for å lage de elektroniske bryterne som er de grunnleggende byggesteinene til brikken, transistorene, kalles "ionisering", også kjent som "ionimplantasjon".Etter at laget har blitt ionisert, fjernes den gjenværende fotoresisten som brukes til å beskytte det u-etsede området.
Emballasje
Det kreves tusenvis av trinn for å lage en brikke på en wafer, og det tar mer enn tre måneder å gå fra design til produksjon.For å fjerne brikken fra waferen kuttes den i individuelle chips ved hjelp av en diamantsag.Disse brikkene, kalt «bare die», er delt fra en 12-tommers wafer, den vanligste størrelsen som brukes i halvlederproduksjon, og fordi størrelsen på brikkene varierer, kan noen wafere inneholde tusenvis av brikker, mens andre bare inneholder noen få. dusin.
Disse bare wafere plasseres deretter på et "substrat" - et substrat som bruker metallfolie for å dirigere inngangs- og utgangssignalene fra den bare waferen til resten av systemet.Deretter dekkes den med en "kjøleribbe", en liten, flat metallbeholder som inneholder en kjølevæske for å sikre at brikken holder seg kjølig under drift.
firma profil
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. har produsert og eksportert forskjellige små plukke- og plassermaskiner siden 2010. Ved å dra nytte av vår egen rike erfarne FoU, godt trent produksjon, vinner NeoDen et godt rykte fra kunder over hele verden.
med global tilstedeværelse i over 130 land, den utmerkede ytelsen, høye nøyaktigheten og påliteligheten til NeoDenPNP-maskinergjør dem perfekte for FoU, profesjonell prototyping og små til mellomstore batchproduksjoner.Vi tilbyr profesjonell løsning av one-stop SMT-utstyr.
Legg til: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang-provinsen, Kina
Telefon: 86-571-26266266
Innleggstid: 24. april 2022