चिप मॅन्युफॅक्चरिंग प्रक्रियेचे संपूर्ण स्पष्टीकरण (1/2): वेफरपासून पॅकेजिंग आणि चाचणीपर्यंत

प्रत्येक सेमीकंडक्टर उत्पादनाच्या निर्मितीसाठी शेकडो प्रक्रिया आवश्यक आहेत आणि संपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया आठ चरणांमध्ये विभागली गेली आहे:वेफर प्रक्रिया - ऑक्सिडेशन - फोटोलिथोग्राफी - एचिंग - पातळ फिल्म जमा - इंटरकनेक्शन - चाचणी - पॅकेजिंग.

चरण 1:वेफर प्रक्रिया

सर्व सेमीकंडक्टर प्रक्रिया वाळूच्या धान्यापासून सुरू होतात! कारण वाळूमध्ये असलेले सिलिकॉन वेफर्स तयार करण्यासाठी आवश्यक कच्चा माल आहे. वेफर्स सिलिकॉन (एसआय) किंवा गॅलियम आर्सेनाइड (जीएएएस) पासून बनविलेले सिंगल क्रिस्टल सिलेंडर्सपासून कापलेले गोल तुकडे आहेत. उच्च-शुद्धता सिलिकॉन मटेरियल, सिलिका वाळू, 95%पर्यंत सिलिकॉन डायऑक्साइड सामग्रीसह एक विशेष सामग्री, आवश्यक आहे, जे वेफर बनवण्यासाठी मुख्य कच्चा माल देखील आहे. वेफर प्रोसेसिंग ही वरील वेफर्स बनविण्याची प्रक्रिया आहे.

इनगॉट कास्टिंग

प्रथम, त्यामध्ये कार्बन मोनोऑक्साइड आणि सिलिकॉन वेगळे करण्यासाठी वाळू गरम करणे आवश्यक आहे आणि अल्ट्रा-हाय शुद्धता इलेक्ट्रॉनिक ग्रेड सिलिकॉन (ईजी-सी) प्राप्त होईपर्यंत प्रक्रिया पुनरावृत्ती केली जाते. उच्च-शुद्धता सिलिकॉन द्रव मध्ये वितळते आणि नंतर एकाच क्रिस्टल सॉलिड फॉर्ममध्ये दृढ होते, ज्याला "इनगॉट" म्हणतात, जे सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमधील पहिले पाऊल आहे.

सिलिकॉन इंगॉट्स (सिलिकॉन पिलर) ची मॅन्युफॅक्चरिंग सुस्पष्टता खूप जास्त आहे, नॅनोमीटर पातळीवर पोहोचली आहे आणि मोठ्या प्रमाणात वापरली जाणारी मॅन्युफॅक्चरिंग पद्धत म्हणजे कोझोक्रल्स्की पद्धत.

इनगॉट कटिंग

मागील चरण पूर्ण झाल्यानंतर, डायमंड सॉसह इनगॉटच्या दोन टोकांना कापणे आवश्यक आहे आणि नंतर त्यास एका विशिष्ट जाडीच्या पातळ तुकड्यांमध्ये कापून टाकणे आवश्यक आहे. इनगॉट स्लाइसचा व्यास वेफरचा आकार निर्धारित करतो. मोठे आणि पातळ वेफर्स अधिक वापरण्यायोग्य युनिटमध्ये विभागले जाऊ शकतात, जे उत्पादन खर्च कमी करण्यास मदत करते. सिलिकॉन इनगॉट कापल्यानंतर, प्रक्रियेची दिशा त्यानंतरच्या चरणांमध्ये मानक म्हणून सेट करणे सुलभ करण्यासाठी "सपाट क्षेत्र" किंवा "डेन्ट" गुण जोडणे आवश्यक आहे.

वेफर पृष्ठभाग पॉलिशिंग

वरील कटिंग प्रक्रियेद्वारे प्राप्त केलेल्या कापांना "बेअर वेफर्स" म्हणतात, म्हणजेच अनुसूचित "कच्चे वेफर्स". बेअर वेफरची पृष्ठभाग असमान आहे आणि सर्किट पॅटर्न त्यावर थेट मुद्रित केली जाऊ शकत नाही. म्हणूनच, प्रथम पीस आणि रासायनिक एचिंग प्रक्रियेद्वारे पृष्ठभागाचे दोष काढून टाकणे, नंतर एक गुळगुळीत पृष्ठभाग तयार करण्यासाठी पॉलिश करणे आणि नंतर स्वच्छ पृष्ठभागासह तयार वेफर मिळविण्यासाठी स्वच्छतेद्वारे अवशिष्ट दूषित पदार्थ काढून टाकणे आवश्यक आहे.

चरण 2: ऑक्सिडेशन

ऑक्सिडेशन प्रक्रियेची भूमिका वेफरच्या पृष्ठभागावर एक संरक्षणात्मक चित्रपट तयार करणे आहे. हे वेफरला रासायनिक अशुद्धतेपासून संरक्षण करते, सर्किटमध्ये प्रवेश करण्यापासून गळती करण्यापासून प्रतिबंधित करते, आयन रोपण दरम्यान प्रसार प्रतिबंधित करते आणि वेफरला एचिंग दरम्यान घसरण्यापासून प्रतिबंधित करते.

ऑक्सिडेशन प्रक्रियेची पहिली पायरी म्हणजे अशुद्धी आणि दूषित पदार्थ काढून टाकणे. सेंद्रिय पदार्थ, धातूच्या अशुद्धी आणि बाष्पीभवन पाण्याचे बाष्पीभवन करण्यासाठी चार चरणांची आवश्यकता आहे. साफसफाईनंतर, वेफरला 800 ते 1200 डिग्री सेल्सिअसच्या उच्च तापमानात ठेवले जाऊ शकते आणि वेफरच्या पृष्ठभागावर ऑक्सिजन किंवा स्टीमच्या प्रवाहाने सिलिकॉन डाय ऑक्साईड (म्हणजे "ऑक्साईड") थर तयार केला जाऊ शकतो. ऑक्सिजन ऑक्साईड थरातून विखुरतो आणि वेगवेगळ्या जाडीचा ऑक्साईड थर तयार करण्यासाठी सिलिकॉनसह प्रतिक्रिया देतो आणि ऑक्सिडेशन पूर्ण झाल्यानंतर त्याची जाडी मोजली जाऊ शकते.

कोरडे ऑक्सिडेशन आणि ओले ऑक्सिडेशन ऑक्सिडेशन प्रतिक्रियेतील भिन्न ऑक्सिडेंट्सवर अवलंबून, थर्मल ऑक्सिडेशन प्रक्रियेस कोरडे ऑक्सिडेशन आणि ओले ऑक्सिडेशनमध्ये विभागले जाऊ शकते. पूर्वी सिलिकॉन डायऑक्साइड थर तयार करण्यासाठी शुद्ध ऑक्सिजन वापरते, जे हळू आहे परंतु ऑक्साईड थर पातळ आणि दाट आहे. नंतरचे ऑक्सिजन आणि अत्यंत विद्रव्य पाण्याची वाफ आवश्यक आहे, जे वेगवान वाढीच्या दराने दर्शविले जाते परंतु कमी घनतेसह तुलनेने जाड संरक्षणात्मक थर आहे.

ऑक्सिडेंट व्यतिरिक्त, इतर चल आहेत जे सिलिकॉन डायऑक्साइड लेयरच्या जाडीवर परिणाम करतात. प्रथम, वेफर स्ट्रक्चर, त्याचे पृष्ठभाग दोष आणि अंतर्गत डोपिंग एकाग्रता ऑक्साईड थर निर्मितीच्या दरावर परिणाम करेल. याव्यतिरिक्त, ऑक्सिडेशन उपकरणांद्वारे जितके जास्त दबाव आणि तापमान तयार होते तितके वेगवान ऑक्साईड थर तयार होईल. ऑक्सिडेशन प्रक्रियेदरम्यान, वेफरचे संरक्षण करण्यासाठी आणि ऑक्सिडेशन डिग्रीमधील फरक कमी करण्यासाठी युनिटमधील वेफरच्या स्थितीनुसार डमी शीट वापरणे देखील आवश्यक आहे.

चरण 3: फोटोलिथोग्राफी

फोटोलिथोग्राफी म्हणजे प्रकाशाद्वारे वेफरवर सर्किट पॅटर्न "मुद्रित" करणे. आम्ही हे वेफरच्या पृष्ठभागावर सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगसाठी आवश्यक असलेल्या विमानाचा नकाशा रेखाटणे म्हणून समजू शकतो. सर्किट पॅटर्नची सूक्ष्मता जितकी जास्त असेल तितकी तयार चिपचे एकत्रीकरण जितके जास्त आहे, जे प्रगत फोटोलिथोग्राफी तंत्रज्ञानाद्वारे प्राप्त केले जाणे आवश्यक आहे. विशेषतः, फोटोलिथोग्राफी तीन चरणांमध्ये विभागली जाऊ शकते: कोटिंग फोटोरासिस्ट, एक्सपोजर आणि विकास.

कोटिंग

वेफरवर सर्किट रेखाटण्याची पहिली पायरी म्हणजे ऑक्साईड लेयरवर फोटोरोसिस्टला कोट करणे. फोटोरासिस्ट वेफरला रासायनिक गुणधर्म बदलून "फोटो पेपर" बनवते. वेफरच्या पृष्ठभागावरील फोटोरोसिस्ट थर जितका पातळ, कोटिंगचा एकसमान आणि मुद्रित केला जाऊ शकतो तितका नमुना. ही पायरी "स्पिन कोटिंग" पद्धतीने केली जाऊ शकते. प्रकाश (अल्ट्राव्हायोलेट) रि tivity क्टिव्हिटीच्या फरकानुसार, फोटोरोसिस्ट्सला दोन प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते: सकारात्मक आणि नकारात्मक. पूर्वी प्रकाशाच्या संपर्कात आल्यानंतर विघटित होईल आणि अदृश्य होईल, अनपेक्षित क्षेत्राची पद्धत सोडली जाईल, तर नंतरचे प्रकाशाच्या प्रदर्शनानंतर पॉलिमराइझ करेल आणि उघड्या भागाची पद्धत दिसून येईल.

उद्भासन

फोटोरोसिस्ट फिल्म वेफरवर कव्हर केल्यानंतर, सर्किट प्रिंटिंग लाइट एक्सपोजर नियंत्रित करून पूर्ण केले जाऊ शकते. या प्रक्रियेस "एक्सपोजर" म्हणतात. आम्ही एक्सपोजर उपकरणांमधून निवडकपणे प्रकाश पास करू शकतो. जेव्हा सर्किट पॅटर्न असलेल्या मुखवटामधून प्रकाश जातो तेव्हा सर्किट खाली फोटोरोसिस्ट फिल्मसह वेफरवर मुद्रित केले जाऊ शकते.

एक्सपोजर प्रक्रियेदरम्यान, मुद्रित पॅटर्न जितका बारीक होतो, अंतिम चिप जितके अधिक घटक सामावून घेऊ शकतात, जे उत्पादन कार्यक्षमता सुधारण्यास आणि प्रत्येक घटकाची किंमत कमी करण्यास मदत करते. या क्षेत्रात, सध्या बरेच लक्ष वेधून घेत असलेले नवीन तंत्रज्ञान म्हणजे ईयूव्ही लिथोग्राफी. एलएएम रिसर्च ग्रुपने सामरिक भागीदार एएसएमएल आणि आयएमईसीसह संयुक्तपणे एक नवीन ड्राय फिल्म फोटोरॉसिस्ट तंत्रज्ञान विकसित केले आहे. हे तंत्रज्ञान रिझोल्यूशन सुधारून (फाईन-ट्यूनिंग सर्किट रुंदीचा एक महत्त्वाचा घटक) सुधारित करून ईयूव्ही लिथोग्राफी एक्सपोजर प्रक्रियेची उत्पादकता आणि उत्पादन मोठ्या प्रमाणात सुधारू शकते.

विकास

एक्सपोजर नंतरचे चरण म्हणजे विकसकास वेफरवर फवारणी करणे, पॅटर्नच्या उघड्या क्षेत्रातील फोटोरासिस्ट काढून टाकणे हा आहे, जेणेकरून मुद्रित सर्किट पॅटर्न प्रकट होऊ शकेल. विकास पूर्ण झाल्यानंतर, सर्किट डायग्रामची गुणवत्ता सुनिश्चित करण्यासाठी विविध मोजण्याचे उपकरणे आणि ऑप्टिकल मायक्रोस्कोपद्वारे त्याची तपासणी करणे आवश्यक आहे.

चरण 4: एचिंग

वेफरवर सर्किट डायग्रामचे फोटोोलिथोग्राफी पूर्ण झाल्यानंतर, कोणत्याही जादा ऑक्साईड फिल्म काढून टाकण्यासाठी आणि केवळ सेमीकंडक्टर सर्किट डायग्राम सोडण्यासाठी एक एचिंग प्रक्रिया वापरली जाते. हे करण्यासाठी, निवडलेले जादा भाग काढण्यासाठी द्रव, गॅस किंवा प्लाझ्मा वापरला जातो. वापरल्या जाणार्‍या पदार्थांवर अवलंबून, एचिंगच्या दोन मुख्य पद्धती आहेत: ऑक्साईड फिल्म काढून टाकण्यासाठी रासायनिक प्रतिक्रिया देण्यासाठी विशिष्ट रासायनिक समाधानाचा वापर करून ओले एचिंग आणि गॅस किंवा प्लाझ्मा वापरुन कोरडे कोरडे.

ओले एचिंग

ऑक्साईड चित्रपट काढून टाकण्यासाठी रासायनिक सोल्यूशन्सचा वापर करून ओले एचिंगमध्ये कमी खर्च, वेगवान एचिंग वेग आणि उच्च उत्पादकता यांचे फायदे आहेत. तथापि, ओले एचिंग आयसोट्रॉपिक आहे, म्हणजेच त्याची गती कोणत्याही दिशेने समान आहे. यामुळे मुखवटा (किंवा संवेदनशील फिल्म) एचेड ऑक्साईड फिल्मसह पूर्णपणे संरेखित होऊ नये, म्हणून अत्यंत बारीक सर्किट आकृत्यावर प्रक्रिया करणे कठीण आहे.

कोरडे एचिंग

ड्राय एचिंगला तीन वेगवेगळ्या प्रकारांमध्ये विभागले जाऊ शकते. प्रथम केमिकल एचिंग आहे, जे एचिंग वायू (प्रामुख्याने हायड्रोजन फ्लोराईड) वापरते. ओले एचिंग प्रमाणेच ही पद्धत आयसोट्रॉपिक आहे, याचा अर्थ असा की ती ललित एचिंगसाठी योग्य नाही.

दुसरी पद्धत म्हणजे भौतिक स्पटरिंग, जे प्लाझ्मामध्ये आयन वापरते आणि जास्त ऑक्साईड थर काढून टाकते. एनीसोट्रोपिक एचिंग पद्धत म्हणून, स्पटरिंग एचिंगमध्ये क्षैतिज आणि उभ्या दिशानिर्देशांमध्ये वेगवेगळ्या एचिंगचे दर असतात, म्हणून रासायनिक एचिंगपेक्षा त्याचे सूक्ष्मपणा देखील चांगले आहे. तथापि, या पद्धतीचा गैरसोय हा आहे की एचिंगची गती कमी आहे कारण ती संपूर्णपणे आयन टक्करमुळे होणार्‍या शारीरिक प्रतिक्रियेवर अवलंबून असते.

शेवटची तिसरी पद्धत म्हणजे रिअॅक्टिव्ह आयन एचिंग (आरआयई). आरआयई पहिल्या दोन पद्धती एकत्र करते, म्हणजेच आयनीकरण भौतिक एचिंगसाठी प्लाझ्मा वापरताना, प्लाझ्मा सक्रियकरणानंतर तयार केलेल्या मुक्त रॅडिकल्सच्या मदतीने रासायनिक एचिंग केले जाते. पहिल्या दोन पद्धतींपेक्षा जास्त एचिंग गती व्यतिरिक्त, आरआयआय उच्च-परिशुद्धता नमुना एचिंग साध्य करण्यासाठी आयनच्या एनिसोट्रॉपिक वैशिष्ट्यांचा वापर करू शकते.

आज, कोरडे एचिंगचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जात आहे की बारीक सेमीकंडक्टर सर्किट्सचे उत्पादन सुधारण्यासाठी. पूर्ण-वेफर एचिंग एकरूपता आणि वाढती एचिंग गती राखणे गंभीर आहे आणि आजची सर्वात प्रगत कोरडी एचिंग उपकरणे उच्च कार्यक्षमतेसह सर्वात प्रगत तर्कशास्त्र आणि मेमरी चिप्सच्या निर्मितीस समर्थन देत आहेत.

वेटेक सेमीकंडक्टर एक व्यावसायिक चिनी निर्माता आहेटँटलम कार्बाईड कोटिंग, सिलिकॉन कार्बाईड कोटिंग, विशेष ग्रेफाइट, सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्सआणिइतर सेमीकंडक्टर सिरेमिक्स? सेमीकंडक्टर उद्योगासाठी विविध एसआयसी वेफर उत्पादनांसाठी प्रगत उपाय प्रदान करण्यासाठी वेटेक सेमीकंडक्टर वचनबद्ध आहे.

आपल्याला वरील उत्पादनांमध्ये स्वारस्य असल्यास, कृपया आमच्याशी थेट संपर्क साधा.  

मॉब: +86-180 6922 0752

व्हाट्सएप: +86 180 6922 0752

ईमेल: any@vetekesemi.com