Чипті өндірістік процестің толық түсіндірмесі (1/2): вафалаудан қаптама және тестілеуге дейін

Әр жартылай өткізгіш өнімнің өндірісі жүздеген процестерді қажет етеді, ал өндіріс процесі сегіз қадамға бөлінеді:Вафлиді өңдеу - тотықтыру - Фотолитография - Иса - жұқа пленкалар - өзара байланыс - сынау - орауыш.

1-қадам:Вафлиді өңдеу

Барлық жартылай өткізгіш процестер құм дәнінен басталады! Себебі құмдағы кремний - вафли өндіру үшін қажетті шикізат. Вафли - бұл кремнийден жасалған кристалды цилиндрлерден кесілген дөңгелек тілімдер, олар кремнийден жасалған (SI) немесе галлий арсениді (GAAS). Жоғары тазалық кремний материалдарын, кремний құмын, кремнийді диоксидті құрамымен 95% -ға дейін арнайы материал қажет, бұл вафли жасауға арналған негізгі шикізат болып табылады. Вафлиді өңдеу - жоғарыда аталған вафлиді жасау процесі.

Құйма құю

Біріншіден, құмды ондағы көміртегі тотығы мен кремнийін бөлу үшін жылытылуы керек, ал процесс ультра жоғары тазалық электронды кремний (мысалы, SI) алынғанша қайталанады. Жоғары тазалық кремний сұйыққа еріп, содан кейін «INGOT» деп аталатын жалғыз кристалды қатты формаға енеді, бұл жартылай өткізгіш өндірісінің алғашқы қадамы болып табылады.

Кремний құймаларының (кремний тіректерінің) өндірістік дәлдігі өте жоғары, нанометр деңгейіне жетеді, ал кеңінен қолданылатын өндіріс әдісі - ЦОЧРАЛИТИКИ.

Құймалы кесу

Алдыңғы қадам аяқталғаннан кейін, құйманың екі ұшын алмас көрмесімен кесіп, содан кейін оны белгілі бір қалыңдықтың жұқа тілімдеріне кесіп тастау керек. INGOT тілінің диаметрі вафлидің көлемін анықтайды. Үлкенірек және жұқа ваферлерді өндірістік шығындарды азайтуға мүмкіндік беретін қосымша бірліктерге бөлуге болады. Кремний құймасын кескеннен кейін, өңдеу бағытын келесі қадамдармен стандарт ретінде орнатуға көмектесу үшін тілімдерде «жалпақ аймақ» немесе «TONT» белгілерін қосу керек.

Вафли бетті жылтырату

Жоғарыда келтірілген кесу процесі арқылы алынған кесектер «жалаңаш вафли» деп аталады, яғни өңделмеген «шикі вафли». Жалаңа вафлидің беті біркелкі емес, ал тізбек үлгісі тікелей басып шығаруға болмайды. Сондықтан, тегістеу және химиялық заттарды тегістеу процестері арқылы алдымен тазарту керек, содан кейін тегіс бетті қалыптастыру үшін жылтырату керек, содан кейін тазалағыш вафлиді тазалау арқылы тазалаңыз, содан кейін тазалағыш вафлиді тазалаңыз.

2-қадам: тотығу

Тотығу процесінің рөлі - вафлидің бетіндегі қорғаныс қабатын қалыптастыру. Ол вафлиді химиялық қоспалардан қорғайды, тізбектің ағып кетуіне жол бермейді, ион имплантациясы кезінде диффузияның алдын алады және вафли вафлиді майлау кезінде сырғып кетуіне жол бермейді.

Тотығу процесінің алғашқы қадамы - бұл қоспалар мен ластаушы заттарды кетіру. Бұл органикалық заттарды, металл қоспаларды алып тастау және қалдық суды буландырған төрт қадам қажет. Тазалағаннан кейін вафлиді жоғары температуралы ортада 800-ден 1200 градусқа дейін, ал кремний диоксиді (I.e. «оксид») қабаты вафлидің бетіндегі оттегінің ағынымен немесе бумен салынуы мүмкін. Оттегі оксиді қабатпен таралады және кремниймен әр түрлі қалыңдықтың оксид қабатын қалыптастыру үшін реакция жасайды және оның қалыңдығы тотығу аяқталғаннан кейін өлшеуге болады.

Құрғақ тотығу және дымқыл тотығу Тотығу реакциясының әр түрлі тотықтырғыштарына байланысты жылу тотығу процесін құрғақ тотығуға және дымқыл тотығуға бөлуге болады. Бұрынғы кремний диоксиді қабатын өндіру үшін таза оттегі бар, ол баяу, бірақ оксид қабаты жұқа және тығыз. Соңғысы тез өсумен сипатталатын оттегі және жоғары еритін су буын талап етеді, ол тез өсумен сипатталады, бірақ тығыздығы төмен салыстырмалы қалың қорғаныс қабаты.

Оксиданттан басқа, кремний диоксидінің қалыңдығына әсер ететін басқа айнымалылар бар. Біріншіден, вафли құрылымы, оның беттік ақаулары және ішкі допинг концентрациясы оксид қабатын өндіру жылдамдығына әсер етеді. Сонымен қатар, тотығу жабдықтарымен пайда болған қысым мен температура жоғарырақ, оксид қабаты тезірек пайда болады. Тотығу процесінде, сонымен қатар, уақтылы қорғау және тотығу дәрежесіндегі айырмашылықты азайту үшін думия парағын уақтылы пайдалануға беру керек.

3-қадам: фотолитография

Фотолитография - схеманы вафлиге жарық арқылы «басып шығарыңыз». Біз мұны вафли бетіне жартылай өткізгішті өндіретін ұшақ картасын сурет салу деп түсінеміз. Схемалық үлгідегі әрнәрсе неғұрлым жоғары болса, дайын чиптің интеграциясы жоғарырақ, оған алдыңғы қатарлы фотолитография технологиясы арқылы қол жеткізуі керек. Атап айтқанда, фотолитографияны үш сатыға бөлуге болады: фоторезист, әсер ету және даму.

Жабу

Вафердегі тізбекті салудың алғашқы қадамы - фоторезистті оксид қабатындағы жабу. Фоторезист вафлиді химиялық қасиеттерін өзгерту арқылы «фотосурет қағазын» жасайды. Вафлидің бетіндегі фоторезист қабаты, жабыны неғұрлым біркелкі және басып шығаруға болатын үлгіні жұқа етеді. Бұл қадамды «айналдыру» әдісі арқылы жасауға болады. Жарық (ультракүлет) реактивтіліктің айырмашылығы бойынша фоторестерді екі түрге бөлуге болады: оң және теріс. Біріншісі жарыққа ұшырағаннан кейін ыдырайды және жоғалады, ашылмаған аймақтың үлгісін қалдырады, ал соңғысы жарыққа ұшырағаннан кейін полимерленеді және ашылған бөлігінің үлгісін жасайды.

Экспозиция

Фоторезисті фильмі вафлиге жабылғаннан кейін, схемаларды басып шығаруды жарық әсерін бақылау арқылы аяқтауға болады. Бұл процесс «экспозиция» деп аталады. Біз экспозициялық жабдық арқылы жарықты таңдай аламыз. Жарық тізбек үлгісі бар маска арқылы өткен кезде, тізбекті төмендегі фоторесті фильмімен қапталған вальерге басып шығаруға болады.

Экспозиция процесі кезінде баспа үлгісі бар, соңғы чиптің көбірек компоненттері орналастырылуы мүмкін, бұл өндіріс тиімділігін арттыруға және әр компоненттің құнын төмендетуге көмектеседі. Бұл өрісте қазіргі уақытта көп көңіл бөліп отырған жаңа технология - EUV литрографиясы. «LAM» зерттеу тобы ASML және IMEC стратегиялық серіктестері бар жаңа құрғақ кинофильмдік технологияны бірлесіп әзірледі. Бұл технология шешімді жақсарту арқылы EUV литографиясының әсерін едәуір жақсартады (бұрудың негізгі факторы).

Даму

Экспозициядан кейінгі қадам - ​​әзірлеушіні вафлиге себу керек, мақсат - басылған тізбек үлгісін ашуға арналған фоторезистті үлгіні алып тастау. Даму аяқталғаннан кейін оны түрлі өлшеу жабдықтары мен оптикалық микроскоптардың схемасының сапасын қамтамасыз ету үшін тексеру қажет.

4-қадам: Ишу

Схемалар диаграммасының фотолартографиясы вафлиде аяқталғаннан кейін, артық оксидті пленканы алып тастау және тек жартылай өткізгіштік схеманы қалдыратын процесс қолданылады. Ол үшін сұйық, газ немесе плазмалар таңдалған артық бөлшектерді алу үшін қолданылады. Пайдаланылған заттарға байланысты екі негізгі әдіс бар: пайдаланылған заттарға байланысты: Ылғалды химиялық ерітінді көмегімен оксидті пленканы кетіруге және газды немесе плазманы пайдаланып құрғақ ішуге арналған.

Ылғал ішу

Ылғалмен химиялық шешімдерді қолдану Оксидті қабықтарды кетіру үшін артық шығындардың артықшылығы, жылдамдық жылдамдығы мен жоғары өнімділікке ие. Алайда, дымқыл ішу изотропты, яғни оның жылдамдығы кез-келген бағытта бірдей. Бұл маска (немесе сезімтал пленканы) майлы оксидті пленкамен толығымен тураламайды, сондықтан өте жұқа схемаларды өңдеу қиын.

Құрғақ майлау

Құрғақ мөлшерде үш түрлі түрге бөлуге болады. Біріншісі - газдарды (негізінен сутек фторид) қолданатын химиялық игеру. Ылғалмен жуу сияқты, бұл әдіс изотропты, яғни ол жақсы илеуге жарамсыз екенін білдіреді.

Екінші әдіс - бұл плазмадағы иондарды артық ескіру, ол артық оксид қабатының әсерінен және кетіру үшін иондарды қолданады. Анизотропты дәнекерлеу әдісі ретінде, бүршіктерді алу көлденең және тік бағыттарда әр түрлі мөлшерлемелерге ие, сондықтан оның құрбылары химиялық мөлшерден гөрі жақсы. Алайда, бұл әдістің кемшілігі - жылдамдық жылдамдығы баяу, өйткені ол ион соқтығысуынан туындаған физикалық реакцияға сүйенеді.

Соңғы үшінші әдіс - реактивті ионы (RIE). Ри алғашқы екі әдісті біріктіреді, яғни ионизация үшін плазманы ионизациялау үшін, химиялық игеру плазмадан кейін пайда болған еркін радикалдардың көмегімен жүзеге асырылады. Алғашқы екі әдістен асатын жылдамдыққа қосымша, RIE жоғары дәлдікті үлгіні алу үшін иондардың анизотроптық сипаттамаларын қолдана алады.

Бүгінгі таңда құрғақ майлау ұсақ жартылай өткізгіш тізбектердің өнімділігін жақсарту үшін кеңінен қолданылады. Толық вафлиді ұстау біркелкілік пен ішу жылдамдығының артуы өте маңызды, ал бүгінгі ең дамыған құрғақ этчизделетін жабдықтар жоғары өнімділікпен ең озық логикалық және жад чиптерінің өндірісін қолдайды.

Ветек жартылайдюсторы - бұл кәсіби қытай өндірушісіТантал көмірсутегі жабыны, Кремний карбид жабыны, Арнайы графит, Кремний карбидті керамикажінеБасқа жартылай өткізгіш керамика. Ветек Жартылай өткізгіш жартылай өткізгіш өнеркәсіпке арналған әртүрлі SIC вафли өнімдеріне арналған озық шешімдерді ұсынуға дайын.

Егер сіз жоғарыда көрсетілген өнімдерге қызығушылық танытсаңыз, бізбен тікелей хабарласыңыз.  

Моб: + 86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

Электрондық пошта: ann@veteksemi.com