Чипті өндірістік процестің толық түсіндірмесі (2/2): вафалаудан орау және сынау

Әр жартылай өткізгіш өнімнің өндірісі жүздеген процестерді қажет етеді, ал өндіріс процесі сегіз қадамға бөлінеді:Вафлиді өңдеу - Тотығу - Фотолитография - Планшинг - Жұқа пленкалар - Интерконнек - Тестілеу - Қаптама.

---

5-қадам: жұқа пленкалар

Чип ішіндегі микро құрылғыларды құру үшін бізге жұқа қабықшалардың тұрақты қабаттарын үнемі депозит қою керек және артық бөлшектерді алу керек, сонымен қатар әр түрлі құрылғыларды бөлу үшін бірнеше материалдарды қосыңыз. Әр транзистор немесе жад камерасы жоғарыда аталған процестерден қадам жасалады. Біз бұл туралы айтып отырған «жұқа фильм» біз «фильмге» қатысты, қалыңдығы 1 мкм-тан аз (мкм, метрдің бір миллионнан бір бөлігі), қарапайым механикалық өңдеу әдістерімен шығарылмайды. Қажетті молекулалық немесе атомдық қондырғылары бар пленканы вафлиге орналастыру процесі «тұндыру».

Көп қабатты жартылай өткізгіштің құрылымын қалыптастыру үшін алдымен құрылғы бумасын жасауымыз керек, яғни, вафлидің бетіне жіңішке металл (өткізгіш) фильмдер мен диэлектрлік (оқшаулағыш) фильмдердің бірнеше қабаттарын жинап, содан кейін үш өлшемді құрылымды қалыптастыру үшін артық бөліктерді алыңыз. Депозиция процестеріне қолдануға болатын әдістерді химиялық бумен тұндыру (CVD), атомдық қабатты тұндыру (ALD), және физикалық будың тұндыру (PVD), және осы әдістерді қолдануға арналған әдістерді құрғақ және дымқыл тұндыруға бөлуге болады.

Химиялық будың тұнбасы (CVD)

Химиялық будың тұндыруында прекурсорлы газдар реакция камерасында вафлидің бетіне бекітілген және камерадан шығарылатын жіңішке пленканы қалыптастыру үшін реакция камерасында реакция жасайды. Плазмалық жақсартылған химиялық будың тұндыруы реактивті газдарды өндіру үшін плазманы қолданады. Бұл әдіс реакция температурасын азайтады, оны температуралық-сезімтал құрылымдар үшін өте ыңғайлы етеді. Плазманы пайдалану сонымен қатар, көбінесе сапалы фильмдер пайда болған тұндыру санын азайта алады.

Атомдық қабатты тұндыру (ALD)

Атомдық қабаттардың тұнбасы бір уақытта бірнеше атомдық қабатты сақтау арқылы жұқа пленкаларды құрайды. Бұл әдістің кілті - белгілі бір ретпен орындалатын және жақсы бақылауды жүргізетін тәуелсіз қадамдар цикл. Вақтельді прекурсормен жабу - алғашқы қадам, содан кейін вафли бетіне қажетті затты қалыптастыру үшін прекурсормен реакцияға реакция жасау үшін әр түрлі газдар енгізіледі.

Физикалық будың тұнбасы (PVD)

Атауы айтқан кезде, физикалық будың тұндыруы физикалық құралдармен жұқа қабықшалардың пайда болуына жатады. Шұшпар - аргон плазмасын аргон плазмасын қақпақтан судың ағынды атомдарына қолданады және оларды вафлидің бетіне жұқа қабықшаны қалыптастыру үшін пайдаланады. Кейбір жағдайларда, салынған фильмді ультракүлгін жылумен емдеу (УКТП) сияқты әдістер арқылы емдеуге және жақсартуға болады.

6-қадам: Интерконнекция

Жартылай өткізгіштердің өткізгіштігі электр энергиясының ағынын толығымен бақылауға мүмкіндік беретін дирижерлер мен өткізгіштер (I.e. оқшаулағыштар) арасында орналасқан. Вафлиге негізделген литография, игеру және тұндыру процестері транзисторлар сияқты компоненттерді құра алады, бірақ олар қуат пен сигналдарды беру және қабылдау үшін қосылуы керек.

Металдар өздерінің өткізгіштігіне байланысты тізбекті қосу үшін қолданылады. Жартылай өткізгіштер үшін қолданылатын металдар келесі шарттарды орындау керек:

· Төмен төзімділік: Металл схемалар токтан өтуі керек болғандықтан, олардың ішінде металдардың төмен қарсылық болуы керек.

· Термохимиялық тұрақтылық: Металл материалдарының қасиеттері металл өзара байланыс процесінде өзгеріссіз қалуы керек.

· Жоғары сенімділік: Біріктірілген тізбектер технологиясы дамып келе жатқандықтан, металл интерконнект материалдарының аз мөлшері де жеткілікті беріктікке ие болуы керек.

· Өндіріс құны: Тіпті алғашқы үш шара орындалса да, жаппай өндірістің қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін материалдық құн тым көп.

Интеркоаралық процесс негізінен екі материалды, алюминий және мыс қолданады.

Алюминийді өзара байланыстыру процесі

Алюминийді өзара байланыстыру процесі алюминий тұндыру, фоторежистік қолдану, экспозиция және дамудан басталады, содан кейін тотығу процесіне кірмес бұрын артық алюминий мен фоторезисті алдын-ала алып тастайды. Жоғарыда көрсетілген қадамдар аяқталғаннан кейін, фотолитография, қабылдау және тұндыру процестері өзара байланыс аяқталғанша қайталанады.

Өте жақсы өткізгіштікке қосымша алюминий фотолитограф, этч және депозитке оңай. Сонымен қатар, оның арзан бағасы бар және оксидтік пленкаға жақсы адгезия бар. Кемшіліктері - бұл коррозияға қарсы және төмен балқу нүктесі бар. Сонымен қатар, алюминийден кремниймен реакциядан және қосылу проблемаларын болдырмау үшін, вафлиден бөлек алюминийге металл кен орындарын қосу керек. Бұл депозит «тосқауыл металл» деп аталады.

Алюминий тізбектері тұндыру арқылы қалыптасады. Вафли вакуумдық камераға кіргеннен кейін алюминий бөлшектері пайда болған жұқа қабық вафлиді ұстанады. Бұл процесс «будың тұндыру (VD)» деп аталады, оған химиялық будың тұндыру және физикалық будың тұнбасы бар.

Мыс өзара байланыс процесі

Жартылай өткізгіш процестер әлдеқайда күрделі болып, құрылғылардың өлшемдері қысылып, алюминий тізбектерінің қосылысы және электрлік қасиеттері енді жеткіліксіз, ал шығындар мен шығындарға сәйкес келетін жаңа өткізгіштер қажет. Мыс мысының алғашқы себебі алюминийді алмастыра алады, бұл оның төмен қарсылыққа ие, бұл құрылғыны қосуға мүмкіндік береді. Мыс сонымен қатар сенімді, өйткені бұл электромобильдерге төзімді, алюминийден гөрі металл иондарының қозғалысы, металл иондарының қозғалысы.

Алайда, мыс қосылыстарды оңай құрмайды, бұл вафли бетінен буланып, кетіруді қиындатады. Мысты иемдену үшін, біз мысты иемденудің орнына, біз металл сызықтар мен виатегкалардан тұратын металл сызық үлгілерін жасаймыз, содан кейін «Дамаскен» деп аталатын траншеялар мен виатегке байланысты металл сызық үлгілерін құрайды.

Мыс атомдары диэлектрикке таратуды жалғастыруда, соңғысының оқшаулануы төмендейді және мыс атомдарын одан әрі диффузиядан блоктайтын тосқауыл қабатын жасайды. Содан кейін жұқа мыс тұқым қабаты тосқауыл қабатында пайда болады. Бұл қадам электродингке мүмкіндік береді, бұл мыспен жоғары тарап қатынасы бар үлгілерді толтыруға мүмкіндік береді. Толтырғаннан кейін артық мысты металл химиялық механикалық жылтырату (CMP) алып тастауға болады. Аяқталғаннан кейін оксиді қабықшаны сақтауға болады, ал артық пленканы фотолитография арқылы алып тастауға және процестерді шығаруға болады. Жоғарыда аталған процесті мыс өзара байланысы аяқталғанша қайталау қажет.

Жоғарыда айтылған салыстырудан мыс айналымы мен алюминийдің өзара байланысы арасындағы айырмашылық - артық мысты металл CMP-ден гөрі металл CMP шығаратындығын көруге болады.

7-қадам: тестілеу

Тестдің негізгі мақсаты - жартылай өткізгіш чиптің сапасы белгілі бір стандартқа сәйкес келе ме, жоқ па, жоқ па, соны тексеру, сонда чиптің сенімділігі мен чиптің сенімділігін арттыру. Сонымен қатар, сыналған ақаулы өнімдер шығындар мен уақытты үнемдеуге көмектесетін орамдық қадамға кірмейді. Электрондық Die сұрыптау (ЭЦҚ) - вафли үшін тест әдісі.

ЭЦҚ - бұл вафли штатындағы әр чиптің электрлік сипаттамаларын тексеретін процесс және осылайша жартылай өткізгіштің кірістілігін жақсартады. ЭЦҚ-ны бес сатыға бөлуге болады, келесідей:

01 Электр параметрлерінің мониторингі (EPM)

EPM - жартылай өткізгіш чиптегі алғашқы қадам. Бұл қадам олардың электр параметрлеріне сәйкестігін қамтамасыз ету үшін жартылай өткізгіштің біріктірілген тізбектеріне қажетті әрбір құрылғыны (транзисторлар, конденсаторлар, және диодтарды) тексереді. EPM-дің негізгі функциясы - жартылай өткізгіштік өндіріс процестерінің тиімділігін және өнімнің тиімділігін арттыру үшін қолданылатын электрлік сипаттамалық мәліметтерді ұсыну (ақаулы өнімдерді анықтауға емес).

02 вафли Қартаю сынағы

Жартылай өткізгіштің ақау мөлшері екі аспектілерден, атап айтқанда, өндірістік ақаулардың мөлшері (ерте кезеңде жоғары) және бүкіл өмірлік циклдегі ақаулар жылдамдығынан келеді. Вафлиді қартаюға арналған тест вафлиді белгілі бір температурада тексеруге және айнымалы ток / ток кернеуіне дейін, ерте кезеңде ақаулары болуы мүмкін, яғни ақаулар болуы мүмкін, бұл ықтимал ақауларды ашу арқылы түпкілікті өнімнің сенімділігін арттыру үшін.

03 анықтау

Қартаю сынағы аяқталғаннан кейін жартылай өткізгіш чипті сынақ құралына сынау құрылғысына қосу керек, содан кейін тиісті жартылай өткізгіш функцияларын тексеру үшін ватферге, содан кейін температура, жылдамдық және қозғалыс тесттері орындалуы мүмкін. Сынақ қадамдарының сипаттамасы үшін кестені қараңыз.

04 жөндеу

Жөндеу ең маңызды сынақ кезеңі болып табылады, өйткені кейбір ақаулы чиптерді проблемалық компоненттерді ауыстыру арқылы жөндеуге болады.

05 нүкте

Электрлік тестті сәтсіз өткізетін чиптер алдыңғы қадамдарда сұрыпталды, бірақ оларды оларды ажырату үшін белгілеу керек. Бұрын біз оларды жалаңаш көзбен анықтауға болатынын қамтамасыз ету үшін ақаулы чиптерді ерекше қоюымыз керек еді, бірақ қазір жүйе оларды автоматты түрде сынақ деректерінің мәніне сәйкес сұрыптайды.

8-қадам: Орам материалдары

Алдыңғы бірнеше процестерден кейін вафли шаршы чиптерді тең мөлшерде құрайды (сонымен қатар «бір чиптер» деп те аталады). Келесі нәрсе - кесіп өту арқылы жеке чиптерді алу. Жаңадан кесілген чиптер өте нәзік және электр сигналдарын алмасады, сондықтан оларды бөлек өңдеу керек. Бұл процесс орауыш болып табылады, оған жартылай өткізгіш чиптен тыс қорғаныс қабығын қалыптастыру және олардың сыртқы сигналдармен алмасуына мүмкіндік береді. Қаптама барлығы бес сатыға бөлінеді, атап айтқанда вафли аралау, бір чип қосымшасы, бір чип, өзара байланыс, қалыптау және қаптама тестілеу.

01 вафли аралау

Кофертан сансыз реттелген чиптерді вафлиді кесіп алу үшін, біз алдымен вафлидің артқы жағын қалыңдығы орауыш процесінің қажеттіліктеріне сәйкес келтіруіміз керек. Ұнтақталғаннан кейін, біз Scherate желісінің бойымен жартылай өткізгіш чип бөлінгенге дейін біз вафлиге кесей аламыз.

Вафли аралау технологиясының үш түрі бар: пышақты кесу, лазерлік кесу және плазмалық кесу. Пышақтың орналасуы - бұл гауһар пышақты қолдану - бұл вафлиді кесу үшін, ол үйкеліс жылу мен қоқыстарға бейім, осылайша вафлиге зиян келтіреді. Лазердің құрылымы жоғары дәлдікке ие және жіңішке қалыңдығы немесе кішіпейілдермен жұқа, жұқа қалыңдығы бар вафлиді оңай өңдей алады. Плазмалық костюм плазмалық игеру принципін қолданады, сондықтан бұл технология қабылданған, егер ол хатшы желісі аралық өте аз болса да қолданылады.

02 жалғыз вафли қосымшасы

Барлық фишкалар вафлиден бөлінгеннен кейін, жеке чиптерді (жалғыз вафли) субстратқа (қорғасын жақтау) бекіту керек. Субстраттың функциясы - жартылай өткізгіш чиптерді қорғау және оларды сыртқы тізбектермен электр сигналдарын алмастыруға мүмкіндік береді. Сұйықтық немесе қатты таспа желімін чиптерді бекіту үшін пайдалануға болады.

03 Интерконнекция

Чипті субстратқа қосқаннан кейін, біз екеуінің контактілерін электр сигналымен алмасу үшін қосу керек. Осы қадамда қолдануға болатын екі қосылым әдісі бар: сымдарды сымдармен байланыстыру және сфералық алтын блоктар немесе қалайы блоктары арқылы флип-чипті байланыстыру. Сым байланысы - бұл дәстүрлі әдіс, және флип-чипті байланыстыру технологиясы жартылай өткізгішті дайындауды тездете алады.

04 қалыптау

Жартылай өткізгіш чипті аяқтағаннан кейін, жартылай өткізгішті интеграцияланған тізбекті температура мен ылғалдылық сияқты сыртқы жағдайлардан қорғау үшін бума қосу үшін папка қосу қажет. Қажет болған жағдайда, пакеттік көгеру қажет болғаннан кейін, біз жартылай өткізгіш чипті және эпоксидті қалыптастыру қосындысын қалыпқа салып, оны тығыздауымыз керек. Герметикалық чип - соңғы форма.

05 Қаптама тесті

Соңғы формасы бар чиптерде ақаулық сынақтан өту керек. Барлық дайын жартылай өткізгіш чиптер қорытынды сынаққа кіреді жартылай өткізгіш чиптер аяқталды. Олар сынақ жабдықтарына салынып, электр, функционалды және жылдам сынақтар үшін кернеу, температура мен ылғалдылық сияқты әр түрлі шарттарды орнатады. Осы сынақтардың нәтижелерін ақауларды табу және өнімнің сапасы мен өндіріс тиімділігін арттыру үшін пайдалануға болады.

Қаптама технологиясының эволюциясы

Чип мөлшері азаяды және тиімділікке қойылатын талаптар артып, орамалар өткен жылдардағы көптеген технологиялық инновациялардан өтті. Кейбір болашаққа бағытталған қаптаманың технологиялары мен шешімдері вафли-бумалар (WLP) сияқты дәстүрлі артқы процестерге, процестерді (RDL) технология, сондай-ақ вафлиді өңдеудің және тазарту және тазарту және тазарту технологиялары.

Жетілдірілген қаптама дегеніміз не?

Дәстүрлі қаптама әр чипті вафлиден кесіп, қалыпқа салуға қажет. Вафли-деңгейдегі қаптама (WLP) - бұл вафлиде чипті тікелей орау дегенді білдіретін озық қаптама технологиясының түрі. WLP процесі - алдымен пакетті жинап, сынап, содан кейін барлық құрастырылған чиптерді вафлиден бір уақытта бөліңіз. Дәстүрлі қаптамамен салыстырғанда WLP-тің артықшылығы - өнімнің төмендеуі.

Жетілдірілген қаптаманы 2D қаптамасына, 2.5D қаптамасына және 3D қаптамасына бөлуге болады.

Кіші 2D қаптамасы

Жоғарыда айтылғандай, қаптама процесінің негізгі мақсаты жартылай өткізгіш чиптің сигналын сыртқа жібереді, ал вафлиде пайда болған соққылар кіріс / шығыс сигналдарын жіберу үшін байланыс нүктелері болып табылады. Бұл соққылар желдеткішке және желдеткішке бөлінеді. Бұрынғы желдеткіш тәрізді чиптің ішінде, ал соңғы желдеткіш тәрізді чип диапазоннан тыс. Біз кіріс / шығыс сигналын I / O (кіріс / шығыс) деп атаймыз, кіріс / шығыс нөмірі I / O санау деп аталады. Мен санау - бұл орау әдісін анықтау үшін маңызды негіз болып табылады. Егер I / o санау аз болса, желдеткіш қаптамада қолданылады. Себебі чип мөлшері оралғаннан кейін көп өзгермейді, бұл процесс чип-масштабтағы қаптама (CSP) немесе вафли-вафли чип-шкала (WLCSP) деп те аталады. Егер I / o санау жоғары болса, әдетте желдеткіш бумасы қолданылады, ал сигналды бағыттауды қосу үшін таратылатын қабаттар (RDLS) қажет. Бұл «ватфер-деңгейдегі қаптама (FOWLP)».

2.5D қаптамасы

2.5D буып-түю технологиясы сигналдарды екі немесе одан да көп пакетке салуға болады, ал сигналдарды бүйірден артуға мүмкіндік береді, бұл пакеттің мөлшері мен өнімділігін арттыруы мүмкін. Ең кеңінен қолданылатын 2.5D буып-түю әдісі - бұл жад және логикалық чиптерді кремний интерпозициясы арқылы бір пакетке салу. 2.5D қаптамасы үшін кремний вис (TSV), микробақтар және игі рдлс сияқты негізгі технологияларды қажет етеді.

3D қаптамасы

3D қаптамасының технологиясы сигналдарды тігінен бағыттауға мүмкіндік бере отырып, екі немесе одан да көп чиптерді бір пакетке салуға болады. Бұл технология кіші және одан жоғары және одан жоғары, жартылай өткізгіш чиптеріне сәйкес келеді. TSV-ге арналған Chips-ті I / O сандары бар чиптер үшін пайдалануға болады, ал сым байланыстыруы мүмкін, және сымдарды байланыстыруға болады, ал чиптермен, ақырында чиптер тігінен орналастырылған сигналдық жүйені құруға болады. 3D қаптамасына қажет негізгі технологияларға TSV және Micro-Bump технологиясы кіреді.

Осы уақытқа дейін «Вафлиді өңдеу - тотығу - флотолитография - сурет салу - жұқа пленкалар - жұқа пленкалар - тестілеу - қаптама» толық енгізілген. «Құмнан» «чипс» -ден «чипс» -ден, жартылай өткізгіш технологиясы «Тас тастарды алтынға айналдырудың» нақты нұсқасын орындауда.

---

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