Pada tahun 2020, lebih dari satu triliun chip diproduksi di seluruh dunia, yang setara dengan 130 chip yang dimiliki dan digunakan oleh setiap orang di planet ini.Meski begitu, kekurangan chip yang terjadi belakangan ini terus menunjukkan bahwa jumlah tersebut belum mencapai batas atasnya.
Meski chip sudah bisa diproduksi dalam skala besar, namun memproduksinya bukanlah hal yang mudah.Proses pembuatan chip sangatlah rumit, dan hari ini kita akan membahas enam langkah paling penting: deposisi, pelapisan photoresist, litografi, etsa, implantasi ion, dan pengemasan.
Endapan
Langkah pengendapan dimulai dengan wafer, yang dipotong dari silinder silikon murni 99,99% (juga disebut “ingot silikon”) dan dipoles hingga hasil akhir yang sangat halus, dan kemudian lapisan tipis bahan konduktor, isolator, atau semikonduktor diendapkan. ke wafer, tergantung pada persyaratan struktural, sehingga lapisan pertama dapat dicetak di atasnya.Langkah penting ini sering disebut sebagai “deposisi”.
Ketika chip menjadi semakin kecil, pola pencetakan pada wafer menjadi lebih kompleks.Kemajuan dalam deposisi, etsa, dan litografi adalah kunci untuk membuat chip menjadi lebih kecil dan dengan demikian mendorong kelanjutan Hukum Moore.Hal ini mencakup teknik inovatif yang menggunakan material baru untuk membuat proses pengendapan lebih tepat.
Lapisan Fotoresist
Wafer kemudian dilapisi dengan bahan fotosensitif yang disebut “photoresist” (juga disebut “photoresist”).Ada dua jenis photoresist – “photoresist positif” dan “photoresist negatif”.
Perbedaan utama antara photoresist positif dan negatif adalah struktur kimia material dan cara photoresist bereaksi terhadap cahaya.Dalam kasus photoresist positif, area yang terkena sinar UV mengubah struktur dan menjadi lebih larut, sehingga mempersiapkannya untuk etsa dan pengendapan.Sebaliknya, photoresist negatif berpolimerisasi di area yang terkena cahaya, sehingga membuatnya lebih sulit larut.Fotoresis positif paling banyak digunakan dalam pembuatan semikonduktor karena dapat mencapai resolusi lebih tinggi, menjadikannya pilihan yang lebih baik untuk tahap litografi.Saat ini terdapat sejumlah perusahaan di seluruh dunia yang memproduksi photoresist untuk pembuatan semikonduktor.
Fotolitografi
Fotolitografi sangat penting dalam proses pembuatan chip karena menentukan seberapa kecil transistor pada chip tersebut.Pada tahap ini, wafer dimasukkan ke dalam mesin fotolitografi dan disinari dengan sinar ultraviolet yang dalam.Seringkali ukurannya ribuan kali lebih kecil dari sebutir pasir.
Cahaya diproyeksikan ke wafer melalui “pelat topeng” dan optik litografi (lensa sistem DUV) menyusut dan memfokuskan pola sirkuit yang dirancang pada pelat topeng ke photoresist pada wafer.Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, ketika cahaya mengenai photoresist, terjadi perubahan kimia yang membekaskan pola pada pelat topeng ke lapisan photoresist.
Mendapatkan pola yang terekspos dengan tepat adalah tugas yang sulit, karena gangguan partikel, refraksi, dan cacat fisik atau kimia lainnya mungkin terjadi dalam prosesnya.Itu sebabnya terkadang kita perlu mengoptimalkan pola eksposur akhir dengan secara khusus mengoreksi pola pada mask agar pola cetakan terlihat sesuai keinginan.Sistem kami menggunakan “litografi komputasi” untuk menggabungkan model algoritmik dengan data dari mesin litografi dan wafer uji untuk menghasilkan desain topeng yang benar-benar berbeda dari pola paparan akhir, namun itulah yang ingin kami capai karena itulah satu-satunya cara untuk mendapatkan pola eksposur yang diinginkan.
Etsa
Langkah selanjutnya adalah menghilangkan photoresist yang terdegradasi untuk menampilkan pola yang diinginkan.Selama proses “etch”, wafer dipanggang dan dikembangkan, dan beberapa photoresist dicuci untuk menampilkan pola 3D saluran terbuka.Proses etsa harus membentuk fitur konduktif secara tepat dan konsisten tanpa mengurangi integritas dan stabilitas struktur chip secara keseluruhan.Teknik etsa tingkat lanjut memungkinkan produsen chip menggunakan pola berbasis ganda, empat kali lipat, dan spacer untuk menciptakan dimensi kecil dari desain chip modern.
Seperti halnya photoresist, etsa dibagi menjadi tipe “kering” dan “basah”.Etsa kering menggunakan gas untuk menentukan pola terbuka pada wafer.Etsa basah menggunakan metode kimia untuk membersihkan wafer.
Sebuah chip memiliki lusinan lapisan, jadi pengetsaan harus dikontrol dengan hati-hati untuk menghindari kerusakan pada lapisan dasar struktur chip multi-lapis.Jika tujuan etsa adalah untuk membuat rongga pada struktur, perlu dipastikan kedalaman rongga tersebut tepat.Beberapa desain chip hingga 175 lapisan, seperti 3D NAND, menjadikan langkah pengetsaan menjadi sangat penting dan sulit.
Injeksi Ion
Setelah pola tergores pada wafer, wafer dibombardir dengan ion positif atau negatif untuk menyesuaikan sifat konduktif dari bagian pola.Sebagai bahan pembuatan wafer, bahan baku silikon bukanlah isolator sempurna dan konduktor sempurna.Sifat konduktif silikon berada di antara keduanya.
Mengarahkan ion bermuatan ke dalam kristal silikon sehingga aliran listrik dapat dikontrol untuk menciptakan saklar elektronik yang merupakan blok bangunan dasar dari chip, transistor, disebut “ionisasi”, juga dikenal sebagai “implantasi ion”.Setelah lapisan terionisasi, sisa photoresist yang digunakan untuk melindungi area yang belum tergores dihilangkan.
Kemasan
Ribuan langkah diperlukan untuk membuat chip pada wafer, dan dibutuhkan lebih dari tiga bulan mulai dari desain hingga produksi.Untuk mengeluarkan chip dari wafer, chip tersebut dipotong menjadi chip individual menggunakan gergaji berlian.Chip ini, yang disebut “bare die,” dipisahkan dari wafer 12 inci, ukuran paling umum yang digunakan dalam manufaktur semikonduktor, dan karena ukuran chip bervariasi, beberapa wafer dapat berisi ribuan chip, sementara yang lain hanya berisi beberapa chip. lusin.
Wafer telanjang ini kemudian ditempatkan pada “substrat” – substrat yang menggunakan kertas logam untuk mengarahkan sinyal input dan output dari wafer telanjang ke seluruh sistem.Kemudian ditutup dengan “heat sink”, wadah pelindung logam datar kecil yang berisi cairan pendingin untuk memastikan chip tetap dingin selama pengoperasian.
Profil Perusahaan
Zhejiang NeoDen Technology Co, Ltd telah memproduksi dan mengekspor berbagai mesin pick and place kecil sejak 2010. Mengambil keuntungan dari R&D kami yang kaya dan berpengalaman, produksi yang terlatih, NeoDen memenangkan reputasi besar dari pelanggan di seluruh dunia.
dengan kehadiran global di lebih dari 130 negara, kinerja luar biasa, akurasi tinggi, dan keandalan NeoDenmesin PNPmenjadikannya sempurna untuk penelitian dan pengembangan, pembuatan prototipe profesional, dan produksi batch kecil hingga menengah.Kami menyediakan solusi profesional peralatan SMT terpadu.
Tambahkan: No.18, Jalan Tianzihu, Kota Tianzihu, Kabupaten Anji, Kota Huzhou, Provinsi Zhejiang, Tiongkok
Telepon: 86-571-26266266
Waktu posting: 24 April-2022