ในปี 2020 มีการผลิตชิปมากกว่าล้านล้านชิปทั่วโลก ซึ่งเท่ากับชิป 130 ชิปที่แต่ละคนเป็นเจ้าของและใช้ทั่วโลกอย่างไรก็ตาม การขาดแคลนชิปเมื่อเร็วๆ นี้ยังคงแสดงให้เห็นว่าตัวเลขนี้ยังไม่ถึงขีดจำกัดสูงสุด
แม้ว่าจะสามารถผลิตชิปได้ในขนาดใหญ่เช่นนี้แล้ว แต่การผลิตชิปนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายกระบวนการผลิตชิปมีความซับซ้อน และวันนี้เราจะพูดถึงขั้นตอนที่สำคัญที่สุดหกขั้นตอน: การสะสม การเคลือบด้วยแสง การพิมพ์หิน การแกะสลัก การฝังไอออน และการบรรจุหีบห่อ
การสะสม
ขั้นตอนการสะสมเริ่มต้นด้วยแผ่นเวเฟอร์ ซึ่งถูกตัดจากกระบอกซิลิกอนบริสุทธิ์ 99.99% (หรือที่เรียกว่า "แท่งซิลิกอน") และขัดเงาให้เรียบเนียนเป็นพิเศษ จากนั้นจึงเกิดการสะสมฟิล์มบางของตัวนำ ฉนวน หรือวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ลงบนแผ่นเวเฟอร์ ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านโครงสร้าง เพื่อให้สามารถพิมพ์ชั้นแรกได้ขั้นตอนสำคัญนี้มักเรียกกันว่า “การสะสม”
เมื่อชิปมีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ รูปแบบการพิมพ์บนเวเฟอร์จึงมีความซับซ้อนมากขึ้นความก้าวหน้าในการทับถม การแกะสลัก และการพิมพ์หินเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้ชิปมีขนาดเล็กลง และช่วยขับเคลื่อนกฎของมัวร์ต่อไปซึ่งรวมถึงเทคนิคที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่ใช้วัสดุใหม่เพื่อทำให้กระบวนการสะสมมีความแม่นยำมากขึ้น
การเคลือบสารไวแสง
จากนั้นเวเฟอร์จะถูกเคลือบด้วยวัสดุไวแสงที่เรียกว่า "โฟโตรีซิสต์" (หรือที่เรียกว่า "โฟโตรีซิสต์")โฟโตรีซิสต์มีสองประเภท – “โฟโตรีซิสต์เชิงบวก” และ “โฟโตรีซิสต์เชิงลบ”
ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างสารไวแสงเชิงบวกและเชิงลบคือโครงสร้างทางเคมีของวัสดุและวิธีที่สารไวแสงทำปฏิกิริยากับแสงในกรณีของสารต้านทานแสงเชิงบวก พื้นที่ที่สัมผัสกับแสง UV จะเปลี่ยนโครงสร้างและละลายน้ำได้มากขึ้น ดังนั้นจึงเตรียมพื้นที่สำหรับการกัดและการสะสมในทางกลับกัน สารต้านทานแสงเชิงลบจะเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอไรเซชันในบริเวณที่สัมผัสกับแสง ซึ่งทำให้ยากต่อการละลายโฟโตรีซิสต์เชิงบวกถูกนำมาใช้มากที่สุดในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากสามารถบรรลุความละเอียดสูงกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่ดีกว่าสำหรับขั้นตอนการพิมพ์หินปัจจุบันมีบริษัทหลายแห่งทั่วโลกที่ผลิตสารต้านทานแสงสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์
การพิมพ์หินด้วยแสง
การพิมพ์หินด้วยแสงเป็นสิ่งสำคัญในกระบวนการผลิตชิป เนื่องจากเป็นตัวกำหนดว่าทรานซิสเตอร์บนชิปจะมีขนาดเล็กเพียงใดในขั้นตอนนี้ แผ่นเวเฟอร์จะถูกใส่เข้าไปในเครื่องถ่ายภาพหินและสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลตที่ลึกหลายครั้งมีขนาดเล็กกว่าเม็ดทรายหลายพันเท่า
แสงถูกฉายลงบนแผ่นเวเฟอร์ผ่าน "แผ่นมาส์ก" และออปติกการพิมพ์หิน (เลนส์ของระบบ DUV) จะหดตัวและเน้นรูปแบบวงจรที่ออกแบบไว้บนแผ่นมาส์กไปยังตัวต้านทานแสงบนแผ่นเวเฟอร์ดังที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ เมื่อแสงกระทบกับสารต้านทานแสง การเปลี่ยนแปลงทางเคมีจะเกิดขึ้นโดยประทับลวดลายบนแผ่นมาส์กลงบนสารเคลือบสารต้านทานแสง
การทำให้รูปแบบการเปิดรับแสงถูกต้องแม่นยำนั้นเป็นงานที่ยุ่งยาก โดยมีการรบกวนของอนุภาค การหักเหของแสง และข้อบกพร่องทางกายภาพหรือเคมีอื่นๆ ที่เป็นไปได้ในกระบวนการนี้นั่นเป็นสาเหตุที่บางครั้งเราจำเป็นต้องปรับรูปแบบการรับแสงขั้นสุดท้ายให้เหมาะสมโดยการแก้ไขรูปแบบบนหน้ากากโดยเฉพาะเพื่อให้รูปแบบที่พิมพ์ออกมาเป็นไปตามที่เราต้องการระบบของเราใช้ “การพิมพ์หินด้วยคอมพิวเตอร์” เพื่อรวมแบบจำลองอัลกอริธึมเข้ากับข้อมูลจากเครื่องพิมพ์หินและเวเฟอร์ทดสอบเพื่อสร้างการออกแบบหน้ากากที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากรูปแบบการสัมผัสขั้นสุดท้าย แต่นั่นคือสิ่งที่เราต้องการทำให้สำเร็จ เพราะนั่นคือวิธีเดียวที่จะได้ รูปแบบการรับแสงที่ต้องการ
การแกะสลัก
ขั้นตอนต่อไปคือการนำโฟโตรีซิสต์ที่เสื่อมสภาพออกเพื่อแสดงรูปแบบที่ต้องการในระหว่างกระบวนการ "กัด" แผ่นเวเฟอร์จะถูกอบและพัฒนา และโฟโตรีซิสต์บางส่วนจะถูกชะล้างออกเพื่อเผยให้เห็นรูปแบบ 3 มิติแบบช่องเปิดกระบวนการกัดจะต้องสร้างคุณสมบัติที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้อย่างแม่นยำและสม่ำเสมอ โดยไม่กระทบต่อความสมบูรณ์และความเสถียรโดยรวมของโครงสร้างชิปเทคนิคการแกะสลักขั้นสูงช่วยให้ผู้ผลิตชิปสามารถใช้รูปแบบสองเท่า สี่เท่า และแบบสเปเซอร์ เพื่อสร้างขนาดจิ๋วของการออกแบบชิปสมัยใหม่
เช่นเดียวกับสารต้านทานแสง การกัดกรดจะแบ่งออกเป็นประเภท "แห้ง" และ "เปียก"การกัดแบบแห้งใช้แก๊สเพื่อกำหนดรูปแบบที่ปรากฏบนแผ่นเวเฟอร์การกัดแบบเปียกใช้วิธีการทางเคมีในการทำความสะอาดแผ่นเวเฟอร์
ชิปมีหลายชั้น ดังนั้นการกัดจึงต้องได้รับการควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้ชั้นที่อยู่ด้านล่างของโครงสร้างชิปหลายชั้นเสียหายหากจุดประสงค์ของการแกะสลักคือการสร้างโพรงในโครงสร้าง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความลึกของโพรงนั้นถูกต้องทุกประการการออกแบบชิปบางตัวที่มีมากถึง 175 เลเยอร์ เช่น 3D NAND ทำให้ขั้นตอนการกัดมีความสำคัญและยากเป็นพิเศษ
การฉีดไอออน
เมื่อรูปแบบถูกแกะสลักลงบนแผ่นเวเฟอร์ แผ่นเวเฟอร์จะถูกระดมยิงด้วยไอออนบวกหรือลบเพื่อปรับคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของส่วนหนึ่งของรูปแบบในฐานะที่เป็นวัสดุสำหรับเวเฟอร์ วัตถุดิบซิลิกอนจึงไม่ใช่ฉนวนที่สมบูรณ์แบบหรือตัวนำที่สมบูรณ์แบบคุณสมบัติการนำไฟฟ้าของซิลิคอนอยู่ระหว่างนั้น
การส่งไอออนที่มีประจุเข้าไปในคริสตัลซิลิคอนเพื่อให้สามารถควบคุมการไหลของไฟฟ้าเพื่อสร้างสวิตช์อิเล็กทรอนิกส์ซึ่งเป็นส่วนประกอบพื้นฐานของชิปที่เรียกว่าทรานซิสเตอร์ เรียกว่า "อิออไนเซชัน" หรือที่เรียกว่า "การฝังไอออน"หลังจากที่ชั้นถูกไอออนไนซ์แล้ว โฟโตรีซิสต์ที่เหลือซึ่งใช้เพื่อปกป้องพื้นที่ที่ไม่ได้แกะสลักจะถูกเอาออก
บรรจุภัณฑ์
การสร้างชิปบนเวเฟอร์ต้องใช้ขั้นตอนนับพันขั้นตอน และตั้งแต่การออกแบบไปจนถึงการผลิตต้องใช้เวลามากกว่าสามเดือนหากต้องการถอดชิปออกจากแผ่นเวเฟอร์ ให้ตัดเป็นชิปแต่ละชิ้นโดยใช้เลื่อยเพชรชิปเหล่านี้เรียกว่า "Bare Die" ซึ่งแยกออกจากเวเฟอร์ขนาด 12 นิ้ว ซึ่งเป็นขนาดทั่วไปที่สุดที่ใช้ในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ และเนื่องจากขนาดของชิปจะแตกต่างกันไป เวเฟอร์บางตัวจึงสามารถบรรจุชิปได้หลายพันตัว ในขณะที่บางตัวมีชิปเพียงไม่กี่ตัว โหล.
จากนั้นเวเฟอร์เปลือยเหล่านี้จะถูกวางบน "สารตั้งต้น" ซึ่งเป็นสารตั้งต้นที่ใช้ฟอยล์โลหะเพื่อส่งสัญญาณอินพุตและเอาต์พุตจากเวเฟอร์เปลือยไปยังส่วนที่เหลือของระบบจากนั้นจึงหุ้มด้วย "แผ่นระบายความร้อน" ซึ่งเป็นภาชนะป้องกันโลหะแบนขนาดเล็กที่มีสารหล่อเย็นเพื่อให้แน่ใจว่าชิปจะคงความเย็นระหว่างการทำงาน
ประวัติบริษัท
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. ผลิตและส่งออกเครื่องคัดแยกและวางขนาดเล็กต่างๆ ตั้งแต่ปี 2010 การใช้ประโยชน์จาก R&D ที่มีประสบการณ์อันยาวนานของเราเอง การผลิตที่ได้รับการฝึกอบรมมาเป็นอย่างดี ทำให้ NeoDen ได้รับชื่อเสียงอย่างมากจากลูกค้าทั่วโลก
ด้วยการปรากฏตัวระดับโลกในกว่า 130 ประเทศ NeoDen ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม ความแม่นยำสูง และความน่าเชื่อถือเครื่องพีเอ็นพีทำให้สมบูรณ์แบบสำหรับการวิจัยและพัฒนา การสร้างต้นแบบระดับมืออาชีพ และการผลิตจำนวนน้อยถึงขนาดกลางเราให้บริการโซลูชั่นระดับมืออาชีพสำหรับอุปกรณ์ SMT แบบครบวงจร
เพิ่ม: No.18, Tianzihu Avenue, เมือง Tianzihu, Anji County, เมืองหูโจว, จังหวัดเจ้อเจียง, จีน
โทรศัพท์: 86-571-26266266
เวลาโพสต์: 24 เมษายน-2022