IC Çip Süreci

Entegre devre çiplerinin polisilikondan bitmiş ürünlere kadar işlenmesi süreci, malzeme bilimi, hassas mekanik, kimya mühendisliği ve mikroelektronik teknolojisini entegre eden sistematik bir projedir ve ön uç işleminin hassasiyeti ve karmaşıklığı, çipin performansının üst sınırını ve verim düzeyini doğrudan belirler.

Entegre devre yongalarının arka-uç süreç süreci, paketlemeye, ön-yüzey levha imalatını ve terminal uygulamalarını birbirine bağlamaya odaklanır ve hassasiyeti ve güvenilirliği, çipin elektrik performansını, termal yönetim özelliklerini ve uzun-vadeli kararlılığını doğrudan etkiler.

Bu makale şu şekilde anlatılmaktadır:

Entegre devre çipinin ön-uç süreç süreci

Entegre devre çipinin arka-uç süreç süreci

Entegre devre çipi ön-uç süreç teknolojisi

Gofret üretim süreci

Gofret üretiminin temel taşı olan bağlantı, tek kristal büyümesiyle başlar - doğrudan çekme yöntemi, tohum kristal kaldırma ve sıcaklık gradyanı kontrolü yoluyla silikon tek kristallerin yönlü büyümesini gerçekleştirirken, süspansiyon bölgesi erime yöntemi, pota kirliliği olmadan kristal saflaştırmayı elde etmek için yüksek-frekans indüksiyonlu ısıtma ve erime bölgesi hareketine dayanır; bunlar birlikte, malzemenin bütünlüğünü ve katkılama tekdüzeliğini sağlar. gofretin temel kafesi.

Külçe, iç daire kesimi veya tel kesimi yoluyla ince bir tabaka halinde kesildikten sonra, yüzeydeki hasar katmanını ortadan kaldırmak ve yüzey altı kusurlarını önlemek için kimyasal korozyon ve mekanik taşlamanın sinerjik etkisini birleştiren kimyasal mekanik parlatma (CMP) yoluyla nano ölçekli yüzey düzlüğüne ulaşmak ve son olarak ultra saf su temizleme ve parçacık tespitinden sonra entegre devre tasarımı için bir alt tabaka malzemesi oluşturmak gerekir.

Termal süreç

Termal işlem, levha hazırlamanın birçok aşamasından geçer; termal oksidasyon, kuru oksijen/ıslak oksijen işlemi yoluyla silikon yüzeyinde silika yalıtım tabakası oluşturur, ancak kuru oksijen oksidasyon hızı yavaştır ancak mükemmel kompaktlığa sahiptir ve ıslak oksijen oksidasyonu, su buharı kataliziyle hızlı film oluşumu sağlar; bunların her ikisi de dielektrik filmlerin hazırlanmasında kendi vurgularına sahiptir. Difüzyon işlemi, ilk günlerde safsızlık katkılaması için kullanılıyordu, ancak yanal difüzyon ve konsantrasyon gradyanı kontrolü ile sınırlıydı ve şimdi çoğunlukla, düşük sıcaklık, sığ bağlantı ve geniş alan tekdüzeliği avantajlarına sahip olan ve ikili etkileri elde edebilen, yüksek-enerjili iyon ışınlarının hassas enjeksiyonu yoluyla katkı maddelerinin yerinde-yerleştirilmesini gerçekleştiren iyon implantasyonu ile değiştirildi. safsızlık aktivasyonu ve hızlı termal tavlama (RTA) ile kusur onarımı.

Litografi süreci

Grafik aktarımının özü olan litografinin teknolojik gelişimi her zaman çözünürlüğün iyileştirilmesi ve hizalama doğruluğunun optimizasyonu etrafında dönmüştür.

Projeksiyon litografi, adımlı tarama yoluyla dalga boyu altı boyutun doğru şekilde kopyalanmasını sağlar ve optik kırınım sınırını aşmak için daldırma sıvısı ile faz-kaydırma maskesi teknolojisini birleştirir. Elektron ışın litografisi, maske-serbest doğrudan yazma yeteneği ile maske plakası hazırlama ve küçük-seri üretimde yer tutar. Fotorezist sistemi, geleneksel bir pozitif/negatif yapıştırıcıdan kimyasal amplifikasyon yapıştırıcısına kadar geliştirilmiştir ve ışığa duyarlı hızı ve çizgi genişliği pürüzlülüğü sürekli olarak optimize edilir ve pişirme sonrası- prosesin dirençli kürlemesi, sonraki gravürde desenin stabil aktarımını sağlar.

Dağlama işlemi

Aşındırma işlemi iki yola ayrılır: kuru ve ıslak; kuru aşındırma, fiziksel bombardıman ve kimyasal reaksiyon yoluyla anizotropik aşındırma elde etmek için ortam olarak plazmayı kullanır; bu, derin oluk yapısı ve yüksek en boy oranı modeli açısından önemli avantajlara sahiptir. Islak dağlama, belirli malzemelerin çıkarılmasında maliyet ve verimlilik arasında bir denge sağlamak için kimyasal çözeltilerin seçici korozyon özelliklerine dayanır.

iyon implantasyon işlemi ve ince film biriktirme işlemi

İyon implantasyon işleminin doping doğruluğu ve ince film biriktirme işleminin adım kapsama yeteneği, polisilikon geçitler, metal ara bağlantılar ve dielektrik izolasyon gibi önemli yapıların oluşumunu birlikte destekler - fiziksel buhar biriktirme (PVD), vakum buharlaştırma veya magnetron püskürtme ve kimyasal buhar biriktirme yoluyla metal filmlerin yoğun biriktirilmesini gerçekleştirir (CVD), karmaşık yüzeyler üzerinde tekdüze filmler oluşturmak için buhar fazı reaksiyonlarına dayanır.

0020-28205 6" TI KAPAK HALKASI

Bunların arasında atomik katman biriktirme (ALD), kendi kendini sınırlayan reaksiyon mekanizması sayesinde nano ölçekli film kalınlığı kontrolünde ve üç-boyutlu yapı kapsama alanında yeri doldurulamaz avantajlar gösterir.

Kimyasal mekanik parlatma işlemi

Kimyasal mekanik parlatma (CMP), çok-katmanlı ara bağlantıda ve üç-boyutlu entegrasyonda küresel düzleştirmede önemli bir rol oynar ve kimyasal korozyon ile mekanik taşlama arasındaki dinamik dengesi, yalnızca yüzey hasarı olmamasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda ara katman ortamının hassas şekilde incelmesini de sağlar. Son yıllarda, gelişmiş paketleme teknolojisinin ve heterojen entegrasyonun gelişmesiyle birlikte, levha-seviyesinde paketleme,-silikon yoluyla (TSV) ve hibrit bağlama işlemleri, ön-uç süreç - aşırı ultraviyole litografinin büyük-ölçekli uygulaması için daha yüksek gereksinimler ortaya çıkardı (EUV), yüksek-k/metal geçitlerin süreç optimizasyonu ve iki-boyutlu malzemelerin (grafen ve geçiş metali sülfürler gibi) potansiyel uygulamaları, entegre devre üretim teknolojisini daha yüksek hassasiyete doğru yönlendiriyor. Daha düşük güç tüketimi ve daha güçlü işlevler yönü gelişmeye devam ederek malzemelerden cihazlara, işlemlerden{10}}bir tam zincir inovasyon ekolojisi oluşturuyor sistemlere.

Entegre devre çipi arka-uç süreç teknolojisi

Paketleme süreci, yonga levhanın küp şeklinde kesilmesiyle başlar; tüm levhanın yüksek-hassas elmas kesme çarkı veya lazer kesim yoluyla tek tek levhalara bölünmesi; bu, kenar kırılmasını veya mikro-çatlamayı önlemek için kesme hızının ve soğutma koşullarının sıkı bir şekilde kontrol edilmesini gerektirir.

Plaka yerleştirme işleminde, termal genleşme katsayısının termal stres arızası riskini azaltmak üzere eşleştiğinden emin olmak amacıyla, gofreti kurşun çerçeveye veya alt tabakaya bağlamak için yüksek termal iletkenliğe sahip yapıştırıcı veya sinterlenmiş gümüş macun kullanılır. Bağlama işleminin, yüksek-frekanslı sinyal iletiminin empedans kontrol gereksinimlerini karşılamak için ark yüksekliğini, bağlanma gücünü ve temas direncini hesaba katması gerekir.

Ambalaj kabuğunun seçimi, uygulama senaryosuna göre önemli ölçüde farklılık gösterir: DIP ve QFP gibi geleneksel plastik ambalajlar, maliyet avantajları nedeniyle tüketici elektroniğinde hâlâ yaygın olarak kullanılırken, seramik ambalajlar ve metal ambalajlar, hava geçirmezlik ve ısı dağıtma avantajları nedeniyle havacılık ve otomotiv elektroniği gibi- yüksek güvenilirlik alanlarında kullanılmaktadır. Son yıllarda, levha-seviyesinde paketleme (WLP), fan-dışarı paketleme (Fan{-Out), sistem-iç-paketleme (SiP) ve 3D yığın paketleme (3D IC) gibi gelişmiş paketleme teknolojileri hızla gelişerek daha yüksek entegrasyon ve daha kısa ara bağlantı yolları elde edildi çip çevirme çipi,-silikon yoluyla (TSV) ve yeniden kablolama katmanı (RDL) teknolojileri aracılığıyla, Moore Yasasının fiziksel sınırlarını etkili bir şekilde aşıyor. Örneğin, 2,5D/3D paketleme, silikon aracılar aracılığıyla çoklu çip heterojen entegrasyonunu gerçekleştirerek yapay zeka çipleri ve yüksek performanslı bilgi işlem alanlarında önemli performans artışı sağlar. Fan çıkışı paketlemesi, G/Ç yoğunluğunu ve ısı dağıtım verimliliğini artırmak için çip düzenini yeniden şekillendirerek pin dağıtımını optimize eder.

Denetim ekipmanı, tüm çip üretim süreci boyunca çalışır ve verim ve güvenilirliği garantileyen temel araçtır. Elipsometreler gibi ön uç inceleme ekipmanları, film kalınlığını ve kırılma indeksini ölçerek litografiyi ve film biriktirme kalitesini izler; atomik kuvvet mikroskobu (AFM), yüzey pürüzlülüğünü ve kusur boyutunu atom- düzeyinde çözünürlükte karakterize eder ve taramalı elektron mikroskobu (SEM), aşındırma profilini ve iyon implantasyon hasarını gözlemlemek için kullanılır. Arka uç test ekipmanında test makinesi, hassas akım ve gerilim kaynağı ve algoritma modeli aracılığıyla çip fonksiyonu doğrulamasını ve parametre testini tamamlar ve sıralama makinesi ile prob istasyonu, yüksek-hızlı otomatik test ve iyi ürün taraması elde etmek için işbirliği yapar. Yapay zeka ve büyük veri teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, akıllı denetim sistemleri yavaş yavaş geleneksel manuel yorumlamanın yerini alıyor, makine öğrenimi algoritmaları aracılığıyla otomatik kusur sınıflandırması ve verim tahmini gerçekleştiriyor ve tespit verimliliğini ve doğruluğunu önemli ölçüde artırıyor. Buna ek olarak, tutarlı algılama mikroskobu ve terahertz görüntüleme gibi yeni ortaya çıkan teknolojiler, NDT'nin sınırlarını genişleterek, gelişmiş paketleme ve 3D entegrasyon için daha rafine süreç izleme yöntemleri sağlıyor.

0020-27113 KELEPÇE HALKASI 6 SMF TI

"On-kat kuralı" ile yönlendirilen, denetim sürecindeki arızaların erken tespiti, maliyet kontrolünün anahtarı haline gelmiştir - gofret seviyesinden paketleme seviyesine kadar tam-zincir denetim sistemi, çevrimiçi izleme ve çevrimdışı analizin ikili garantisiyle birleşerek, her süreçteki kusurların zamanında keşfedilmesini ve onarılmasını sağlar. Şu anda, çip özelliği boyutu fiziksel sınıra yaklaştıkça, entegre devre endüstrisinde gelecekteki yenilikleri desteklemek için birlikte bir kalite güvence ağı oluşturan, maske inceleme ekipmanını destekleyen aşırı ultraviyole litografi (EUV), 3D paketleme için X-} X-}} tomografi sistemi ve derin öğrenmeye dayalı kusur tespit algoritmaları gibi denetim ekipmanları daha yüksek çözünürlük, daha hızlı ve daha fazla zeka yönünde gelişiyor.