I 2020 blev der produceret mere end en billion chips på verdensplan, hvilket svarer til 130 chips ejet og brugt af hver person på planeten.Alligevel viser den seneste chipmangel fortsat, at dette antal endnu ikke har nået sin øvre grænse.
Selvom chips allerede kan produceres i så stor skala, er det ikke en let opgave at producere dem.Processen med at fremstille chips er kompleks, og i dag vil vi dække de seks mest kritiske trin: aflejring, fotoresistbelægning, litografi, ætsning, ionimplantation og emballering.
Deponering
Afsætningstrinnet begynder med waferen, som skæres fra en 99,99 % ren siliciumcylinder (også kaldet en "siliciumbarre") og poleret til en ekstremt glat finish, og derefter aflejres en tynd film af leder-, isolator- eller halvledermateriale på waferen, afhængigt af de strukturelle krav, så det første lag kan printes på den.Dette vigtige trin omtales ofte som "aflejring".
Efterhånden som chips bliver mindre og mindre, bliver trykmønstre på wafere mere komplekse.Fremskridt inden for aflejring, ætsning og litografi er nøglen til at gøre chips stadig mindre og dermed drive fortsættelsen af Moores lov.Dette omfatter innovative teknikker, der bruger nye materialer til at gøre deponeringsprocessen mere præcis.
Fotoresist belægning
Wafers belægges derefter med et lysfølsomt materiale kaldet "fotoresist" (også kaldet "fotoresist").Der er to typer fotoresists - "positive fotoresists" og "negative fotoresists".
Den største forskel mellem positive og negative fotoresists er den kemiske struktur af materialet og den måde, fotoresisten reagerer på lys.I tilfælde af positive fotoresists ændrer området, der udsættes for UV-lys, struktur og bliver mere opløseligt, hvilket forbereder det til ætsning og aflejring.Negative fotoresists polymeriserer på den anden side i de områder, der udsættes for lys, hvilket gør dem sværere at opløse.Positive fotoresists er de mest anvendte i halvlederfremstilling, fordi de kan opnå højere opløsning, hvilket gør dem til et bedre valg til litografistadiet.Der er nu en række virksomheder rundt om i verden, der producerer fotoresists til halvlederfremstilling.
Fotolitografi
Fotolitografi er afgørende i chipfremstillingsprocessen, fordi den bestemmer, hvor små transistorerne på chippen kan være.På dette stadium sættes waferne i en fotolitografimaskine og udsættes for dybt ultraviolet lys.Mange gange er de tusindvis af gange mindre end et sandkorn.
Lys projiceres på waferen gennem en "maskeplade", og litografioptikken (linsen i DUV-systemet) krymper og fokuserer det designede kredsløbsmønster på maskepladen på fotoresisten på waferen.Som tidligere beskrevet, når lyset rammer fotoresisten, sker der en kemisk ændring, der præger mønsteret på maskepladen på fotoresistbelægningen.
At få det eksponerede mønster helt rigtigt er en vanskelig opgave, med partikelinterferens, brydning og andre fysiske eller kemiske defekter alle mulige i processen.Derfor er vi nogle gange nødt til at optimere det endelige eksponeringsmønster ved specifikt at korrigere mønsteret på masken for at få det udskrevne mønster til at se ud, som vi ønsker det.Vores system bruger "beregningslitografi" til at kombinere algoritmiske modeller med data fra litografimaskinen og testwafere for at producere et maskedesign, der er helt anderledes end det endelige eksponeringsmønster, men det er det, vi ønsker at opnå, fordi det er den eneste måde at få ønsket eksponeringsmønster.
Ætsning
Det næste trin er at fjerne den nedbrudte fotoresist for at afsløre det ønskede mønster.Under "ætsning"-processen bages og fremkaldes waferen, og noget af fotoresisten vaskes af for at afsløre et 3D-mønster med åben kanal.Ætseprocessen skal danne ledende egenskaber præcist og konsekvent uden at kompromittere den overordnede integritet og stabilitet af chipstrukturen.Avancerede ætsningsteknikker giver chipproducenter mulighed for at bruge dobbelt-, firedobbelt- og spacer-baserede mønstre til at skabe de små dimensioner af moderne chipdesign.
Ligesom fotoresists er ætsning opdelt i "tørre" og "våde" typer.Tørætsning bruger en gas til at definere det eksponerede mønster på waferen.Vådtsning bruger kemiske metoder til at rense waferen.
En chip har snesevis af lag, så ætsning skal kontrolleres omhyggeligt for at undgå at beskadige de underliggende lag i en flerlags chipstruktur.Hvis formålet med ætsningen er at skabe et hulrum i strukturen, er det nødvendigt at sikre, at dybden af hulrummet er helt korrekt.Nogle chipdesign med op til 175 lag, såsom 3D NAND, gør ætsningstrinnet særligt vigtigt og vanskeligt.
Ioninjektion
Når først mønsteret er ætset på waferen, bombarderes waferen med positive eller negative ioner for at justere de ledende egenskaber af en del af mønsteret.Som materiale til wafers er råmaterialet silicium ikke en perfekt isolator eller en perfekt leder.Siliciums ledende egenskaber falder et sted imellem.
At lede ladede ioner ind i siliciumkrystallen, så strømmen af elektricitet kan styres til at skabe de elektroniske kontakter, der er de grundlæggende byggesten i chippen, transistorerne, kaldes "ionisering", også kendt som "ionimplantation".Efter at laget er blevet ioniseret, fjernes den resterende fotoresist, der bruges til at beskytte det uætsede område.
Emballage
Der kræves tusindvis af trin for at skabe en chip på en wafer, og det tager mere end tre måneder at gå fra design til produktion.For at fjerne spånen fra waferen skæres den i individuelle spåner ved hjælp af en diamantsav.Disse chips, kaldet "bare die", er opdelt fra en 12-tommer wafer, den mest almindelige størrelse, der bruges i halvlederfremstilling, og fordi størrelsen af chipsene varierer, kan nogle wafere indeholde tusindvis af chips, mens andre kun indeholder nogle få. dusin.
Disse bare wafere placeres derefter på et "substrat" - et substrat, der bruger metalfolie til at dirigere input- og outputsignalerne fra den bare wafer til resten af systemet.Den er derefter dækket af en "køleplade", en lille, flad metalbeskyttende beholder indeholdende en kølevæske for at sikre, at chippen forbliver kølig under drift.
Firmaprofil
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. har fremstillet og eksporteret forskellige små pick and place maskiner siden 2010. Ved at drage fordel af vores egen rige erfarne R&D, veluddannede produktion vinder NeoDen et godt ry fra kunder over hele verden.
med global tilstedeværelse i over 130 lande, NeoDens fremragende ydeevne, høje nøjagtighed og pålidelighedPNP maskinergør dem perfekte til R&D, professionel prototyping og små til mellemstore batchproduktioner.Vi leverer professionel løsning af one-stop SMT udstyr.
Tilføj: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang-provinsen, Kina
Telefon: 86-571-26266266
Indlægstid: 24-apr-2022