År 2020 producerades mer än en biljon marker över hela världen, vilket motsvarar 130 marker som ägs och används av varje person på planeten.Ändå fortsätter den senaste tidens chipbrist att visa att detta antal ännu inte har nått sin övre gräns.
Även om chips redan kan produceras i så stor skala, är det ingen lätt uppgift att tillverka dem.Processen att tillverka chips är komplex, och idag kommer vi att täcka de sex mest kritiska stegen: deponering, fotoresistbeläggning, litografi, etsning, jonimplantation och förpackning.
Deposition
Deponeringssteget börjar med wafern, som skärs från en 99,99 % ren kiselcylinder (även kallad "kiselgöt") och poleras till en extremt slät finish, och sedan avsätts en tunn film av ledare, isolator eller halvledarmaterial. på wafern, beroende på de strukturella kraven, så att det första lagret kan tryckas på den.Detta viktiga steg kallas ofta för "deponering".
När markerna blir mindre och mindre blir tryckmönster på wafers mer komplexa.Framsteg inom deponering, etsning och litografi är nyckeln till att göra chips allt mindre och därmed driva på fortsättningen av Moores lag.Detta inkluderar innovativa tekniker som använder nya material för att göra deponeringsprocessen mer exakt.
Fotoresistbeläggning
Wafers beläggs sedan med ett ljuskänsligt material som kallas "fotoresist" (även kallat "fotoresist").Det finns två typer av fotoresister - "positiva fotoresister" och "negativa fotoresister".
Den största skillnaden mellan positiva och negativa fotoresister är materialets kemiska struktur och hur fotoresisten reagerar på ljus.I fallet med positiva fotoresister ändrar området som exponeras för UV-ljus struktur och blir mer lösligt, vilket förbereder det för etsning och avsättning.Negativa fotoresister polymeriserar å andra sidan i de områden som utsätts för ljus, vilket gör dem svårare att lösa upp.Positiva fotoresister är de mest använda i halvledartillverkning eftersom de kan uppnå högre upplösning, vilket gör dem till ett bättre val för litografiskedet.Det finns nu ett antal företag runt om i världen som tillverkar fotoresister för halvledartillverkning.
Fotolitografi
Fotolitografi är avgörande i chiptillverkningsprocessen eftersom det avgör hur små transistorerna på chippet kan vara.I detta skede sätts skivorna i en fotolitografimaskin och exponeras för djupt ultraviolett ljus.Många gånger är de tusentals gånger mindre än ett sandkorn.
Ljus projiceras på wafern genom en "maskplatta" och litografioptiken (linsen i DUV-systemet) krymper och fokuserar det designade kretsmönstret på maskplattan på fotoresisten på wafern.Som tidigare beskrivits, när ljuset träffar fotoresisten sker en kemisk förändring som trycker mönstret på maskplattan på fotoresistbeläggningen.
Att få det exponerade mönstret exakt rätt är en knepig uppgift, med partikelinterferens, refraktion och andra fysiska eller kemiska defekter som alla är möjliga i processen.Det är därför vi ibland behöver optimera det slutliga exponeringsmönstret genom att specifikt korrigera mönstret på masken för att få det utskrivna mönstret att se ut som vi vill ha det.Vårt system använder "beräkningslitografi" för att kombinera algoritmiska modeller med data från litografimaskinen och testskivor för att producera en maskdesign som är helt olik det slutliga exponeringsmönstret, men det är vad vi vill uppnå eftersom det är det enda sättet att få önskat exponeringsmönster.
Etsning
Nästa steg är att ta bort den nedbrutna fotoresisten för att avslöja det önskade mönstret.Under "etsning"-processen bakas och framkallas skivan, och en del av fotoresisten tvättas bort för att avslöja ett 3D-mönster med öppen kanal.Etsningsprocessen måste bilda ledande egenskaper exakt och konsekvent utan att kompromissa med den övergripande integriteten och stabiliteten hos chipstrukturen.Avancerade etsningstekniker tillåter chiptillverkare att använda dubbla, fyrdubbla och distansbaserade mönster för att skapa de små dimensionerna hos moderna chipdesigner.
Liksom fotoresister är etsning uppdelad i "torra" och "våta" typer.Torretsning använder en gas för att definiera det exponerade mönstret på wafern.Våtetsning använder kemiska metoder för att rengöra wafern.
Ett chip har dussintals skikt, så etsningen måste kontrolleras noggrant för att undvika att skada de underliggande skikten i en flerskikts chipstruktur.Om syftet med etsningen är att skapa ett hålrum i strukturen är det nödvändigt att säkerställa att hålrummets djup är exakt rätt.Vissa chipdesigner med upp till 175 lager, som 3D NAND, gör etsningssteget särskilt viktigt och svårt.
Joninjektion
När mönstret är etsat på skivan, bombarderas skivan med positiva eller negativa joner för att justera de ledande egenskaperna hos en del av mönstret.Som material för wafers är råmaterialet kisel inte en perfekt isolator eller en perfekt ledare.Kiselets ledande egenskaper hamnar någonstans däremellan.
Att rikta laddade joner in i kiselkristallen så att flödet av elektricitet kan styras för att skapa de elektroniska switcharna som är de grundläggande byggstenarna i chippet, transistorerna, kallas "jonisering", även känd som "jonimplantation".Efter att skiktet har joniserats avlägsnas den återstående fotoresisten som används för att skydda det oetsade området.
Förpackning
Det krävs tusentals steg för att skapa ett chip på en wafer, och det tar mer än tre månader att gå från design till produktion.För att ta bort spånet från skivan skärs det till individuella spånor med hjälp av en diamantsåg.Dessa chips, som kallas "bar die", är uppdelade från en 12-tums wafer, den vanligaste storleken som används vid halvledartillverkning, och eftersom storleken på chipsen varierar kan vissa wafers innehålla tusentals chips, medan andra bara innehåller ett fåtal dussin.
Dessa kala wafers placeras sedan på ett "substrat" - ett substrat som använder metallfolie för att rikta in- och utsignalerna från den kala wafern till resten av systemet.Den täcks sedan med en "kylfläns", en liten, platt metallskyddsbehållare som innehåller en kylvätska för att säkerställa att spånet förblir svalt under drift.
företagsprofil
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. har tillverkat och exporterat olika små plockningsmaskiner sedan 2010. Genom att dra fördel av vår egen rika erfarna FoU, välutbildade produktion vinner NeoDen ett stort rykte från världens kunder.
med global närvaro i över 130 länder, NeoDens utmärkta prestanda, höga noggrannhet och tillförlitlighetPNP-maskinergör dem perfekta för FoU, professionell prototypframställning och små till medelstora serier.Vi tillhandahåller professionell lösning av one-stop SMT-utrustning.
Lägg till: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Kina
Telefon: 86-571-26266266
Posttid: 2022-apr-24