Proces chipa IC

Proces przetwarzania chipów obwodów scalonych od polikrzemu do gotowych produktów to systematyczny projekt łączący materiałoznawstwo, mechanikę precyzyjną, inżynierię chemiczną i technologię mikroelektroniki, a precyzja i złożoność-procesu początkowego bezpośrednio określają górną granicę wydajności i poziomu wydajności chipa.

Proces-zaplecza układów scalonych koncentruje się na pakowaniu, łączeniu-frontowej produkcji płytek i zastosowań terminali, a jego precyzja i niezawodność bezpośrednio wpływają na wydajność elektryczną, charakterystykę zarządzania temperaturą i-długoterminową stabilność chipa.

Ten artykuł jest opisany w następujący sposób:

Frontendowy proces-procesu chipa układu scalonego

Proces zaplecza-procesu chipa układu scalonego

Technologia procesów-procesów zintegrowanych z układami scalonymi

Proces wytwarzania wafli

Jako podstawowe ogniwo produkcji płytek, zaczyna się od wzrostu monokryształów - metoda bezpośredniego przyciągania realizuje kierunkowy wzrost monokryształów krzemu poprzez podnoszenie kryształów zaszczepiających i kontrolę gradientu temperatury, natomiast metoda topienia w strefie zawieszenia opiera się na nagrzewaniu indukcyjnym o wysokiej-częstotliwości i ruchu strefy topienia, aby osiągnąć oczyszczenie kryształów bez zanieczyszczenia tygla, co razem zapewnia integralność i jednorodność domieszkowania podstawowa siatka wafla.

Po pocięciu wlewka na cienki arkusz poprzez cięcie okręgu wewnętrznego lub cięcie drutem, konieczne jest osiągnięcie płaskości powierzchni w skali nano poprzez polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP), które łączy synergistyczny efekt korozji chemicznej i szlifowania mechanicznego w celu usunięcia warstwy uszkodzeń powierzchni i uniknięcia defektów podpowierzchniowych, a na koniec tworzy materiał podłoża do projektowania układów scalonych po oczyszczeniu ultraczystą wodą i wykryciu cząstek.

Proces termiczny

Proces termiczny przebiega przez wiele etapów przygotowania płytki, utlenianie termiczne tworzy warstwę izolacyjną krzemionki na powierzchni krzemu w procesie suchy tlen/mokry tlen, chociaż szybkość utleniania suchym tlenem jest powolna, ale ma doskonałą zwartość, a utlenianie na mokro tlenem zapewnia szybkie tworzenie się filmu poprzez katalizę parą wodną, ​​przy czym oba mają swój własny nacisk w przygotowywaniu filmów dielektrycznych. Na początku proces dyfuzji był stosowany do domieszkowania zanieczyszczeń, ale był ograniczony przez dyfuzję boczną i kontrolę gradientu stężeń, a obecnie jest w większości zastępowany przez implantację jonów, która umożliwia wprowadzenie domieszek in-in situ poprzez precyzyjne wtryskiwanie-wysokoenergetycznych wiązek jonów, co ma zalety w postaci niskiej temperatury, płytkich połączeń i jednorodności na dużym obszarze, a także może osiągnąć podwójną skutki aktywacji zanieczyszczeń i naprawy defektów za pomocą szybkiego wyżarzania termicznego (RTA).

Proces litografii

Jako rdzeń transferu grafiki, ewolucja technologiczna litografii zawsze obracała się wokół poprawy rozdzielczości i optymalizacji dokładności wyrównania.

Litografia projekcyjna umożliwia dokładne odwzorowanie rozmiaru podfali poprzez skanowanie krokowe i łączy w sobie ciecz zanurzeniową i technologię maski z przesunięciem fazowym-, aby przełamać granicę dyfrakcji optycznej. Litografia wiązką elektronów odgrywa ważną rolę w przygotowywaniu płytek maskujących i w produkcji-małych serii, ponieważ umożliwia-bezpośrednie zapisywanie maski. System fotomaski rozwinął się z tradycyjnego kleju pozytywowego/negatywowego w klej wzmacniający chemicznie, a jego światłoczuła prędkość i chropowatość szerokości linii są stale optymalizowane, a utwardzanie maski w procesie-wypalania zapewnia stabilne przeniesienie wzoru podczas późniejszego trawienia.

Proces trawienia

Proces trawienia dzieli się na dwie ścieżki: suchą i mokrą, suche trawienie wykorzystuje plazmę jako medium w celu uzyskania anizotropowego trawienia poprzez fizyczne bombardowanie i reakcję chemiczną, co ma znaczące zalety w zakresie struktury głębokich rowków i wzoru o wysokim współczynniku kształtu. Trawienie na mokro opiera się na selektywnej zdolności korozyjnej roztworów chemicznych, aby zachować równowagę między kosztem a wydajnością w usuwaniu określonego materiału.

proces implantacji jonów i proces osadzania cienkowarstwowego

Dokładność domieszkowania procesu implantacji jonów i zdolność pokrycia stopniowego procesu osadzania cienkowarstwowego wspólnie wspierają tworzenie kluczowych struktur, takich jak bramki polikrzemowe, metalowe połączenia i izolacja dielektryczna. - fizyczne osadzanie z fazy gazowej (PVD) umożliwia gęste osadzanie folii metalowych poprzez odparowanie próżniowe lub napylanie magnetronowe oraz chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) opiera się na reakcjach w fazie gazowej, w wyniku których powstają jednolite warstwy na złożonych powierzchniach.

0020-28205 6” PIERŚCIEŃ POKRYWY TI

Wśród nich osadzanie warstwy atomowej (ALD) wykazuje niezastąpione zalety w kontroli grubości warstwy w nanoskali i pokryciu struktury trójwymiarowej dzięki-samoograniczającemu mechanizmowi reakcji.

Proces polerowania chemiczno-mechanicznego

Polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP) odgrywa kluczową rolę w globalnym spłaszczaniu wielo-połączeń międzywarstwowych i integracji trójwymiarowej-, a jego dynamiczna równowaga między korozją chemiczną a szlifowaniem mechanicznym nie tylko zapewnia brak uszkodzeń powierzchni, ale także umożliwia precyzyjne rozrzedzenie mediów międzywarstwowych. W ostatnich latach wraz z rozwojem zaawansowanej technologii pakowania i integracji heterogenicznej, pakowanie-na poziomie płytki,-procesy łączenia krzemowego (TSV) i łączenia hybrydowego postawiły wyższe wymagania w stosunku do-procesu końcowego- zastosowania-na dużą skalę litografii w ekstremalnym ultrafiolecie (EUV), optymalizacja procesów bramek o wysokiej-k/metalu oraz potencjalne zastosowania materiałów dwu-wymiarowych (takich jak grafen i siarczki metali przejściowych) zwiększają precyzję technologii produkcji układów scalonych. Kierunek mniejszego zużycia energii i silniejszych funkcji stale ewoluuje, tworząc pełny-ekologię innowacji w łańcuchu od materiałów po urządzenia, od procesów do systemów.

Technologia procesów zaplecza układu scalonego-

Proces pakowania rozpoczyna się od pokrojenia w kostkę wafla – podziału całego wafla na pojedyncze wafle za pomocą-precyzyjnej tarczy diamentowej lub cięcia laserowego, co wymaga ścisłej kontroli prędkości cięcia i warunków chłodzenia, aby uniknąć odprysków krawędzi lub mikro-pęknięć.

W procesie umieszczania płytki stosuje się klej o wysokiej przewodności cieplnej lub pastę ze spiekanego srebra, aby połączyć płytkę z ramą ołowianą lub podłożem, aby zapewnić odpowiedni współczynnik rozszerzalności cieplnej i zmniejszyć ryzyko uszkodzenia naprężeniowego. Aby spełnić wymagania dotyczące kontroli impedancji w przypadku transmisji sygnału o wysokiej-częstotliwości, w procesie łączenia należy wziąć pod uwagę wysokość łuku, siłę łączenia i rezystancję styku.

Wybór powłoki opakowania różni się znacznie w zależności od scenariusza zastosowania: tradycyjne opakowania z tworzyw sztucznych, takie jak DIP i QFP, są nadal szeroko stosowane w elektronice użytkowej ze względu na ich przewagę kosztową, podczas gdy opakowania ceramiczne i opakowania metalowe są stosowane w-dziedzinach charakteryzujących się wysoką niezawodnością, takich jak przemysł lotniczy i elektronika samochodowa, ze względu na ich zalety w zakresie szczelności i odprowadzania ciepła. W ostatnich latach zaawansowane technologie pakowania, takie jak pakowanie-na poziomie wafla (WLP), pakowanie-rozszerzane (Fan-Out), pakowanie systemowe-w-pakowaniu (SiP) i pakowanie stosowe 3D (3D IC) szybko się rozwinęły, umożliwiając osiągnięcie większej integracji i krótszych połączeń wzajemnych ścieżki poprzez technologię chip flip chip,-silicon via (TSV) i technologie warstwy rewiringu (RDL), skutecznie przełamując fizyczne ograniczenia prawa Moore'a. Na przykład pakowanie 2,5D/3D umożliwia heterogeniczną integrację wielu-chipów za pośrednictwem krzemowych przekładek, co wykazuje znaczną poprawę wydajności w dziedzinie chipów AI i-wydajnych obliczeń. Opakowanie typu Fan{16}}optymalizuje rozkład pinów, zmieniając układ chipów w celu poprawy gęstości wejść/wyjść i wydajności rozpraszania ciepła.

Sprzęt kontrolny przebiega przez cały proces produkcji chipów i jest podstawowym narzędziem zapewniającym wydajność i niezawodność. Sprzęt-z przodu, taki jak elipsometry, monitoruje litografię i jakość osadzania folii poprzez pomiar grubości warstwy i współczynnika załamania światła, mikroskopia sił atomowych (AFM) charakteryzuje chropowatość powierzchni i wielkość defektów z rozdzielczością-na poziomie atomowym, a skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) służy do obserwacji profilu trawienia i uszkodzeń implantacji jonów. W-zapleczu sprzętu testującego maszyna testująca przeprowadza weryfikację funkcji chipa i testowanie parametrów poprzez precyzyjne źródło prądu i napięcia oraz model algorytmu, a maszyna sortująca i stacja sond współpracują w celu osiągnięcia-szybkiego automatycznego testowania i dobrej kontroli produktu. Wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i technologii dużych zbiorów danych inteligentne systemy kontroli stopniowo zastępują tradycyjną ręczną interpretację, realizując automatyczną klasyfikację defektów i przewidywanie wydajności za pomocą algorytmów uczenia maszynowego, znacznie poprawiając skuteczność i dokładność wykrywania. Ponadto nowe technologie, takie jak mikroskopia z detekcją koherentną i obrazowanie terahercowe, poszerzają granice badań NDT, zapewniając bardziej wyrafinowane metody monitorowania procesów na potrzeby zaawansowanego pakowania i integracji 3D.

0020-27113 PIERŚCIEŃ ZACISKOWY 6 SMF TI

Kierując się „zasadą dziesięciu-kroków”, wczesne wykrycie usterek w procesie kontroli stało się kluczem do kontroli kosztów. - System pełnej-kontroli łańcucha od poziomu płytki do poziomu opakowania, w połączeniu z podwójną gwarancją monitorowania online i analizy offline, gwarantuje, że defekty w każdym procesie zostaną wykryte i naprawione w odpowiednim czasie. Obecnie, gdy rozmiar chipa zbliża się do fizycznej granicy, sprzęt kontrolny rozwija się w kierunku wyższej rozdzielczości, większej prędkości i większej inteligencji, taki jak sprzęt do kontroli masek obsługujący litografię ekstremalnego ultrafioletu (EUV), system tomografii rentgenowskiej do opakowań 3D oraz algorytmy wykrywania defektów oparte na głębokim uczeniu się, które wspólnie budują sieć zapewniania jakości w celu wspierania przyszłych innowacji w branży układów scalonych.