Txiparen fabrikazio prozesuaren azalpen osoa (2/2): Wafer-etik ontzira eta probetara

Produktu erdieroale bakoitzaren fabrikazioak ehunka prozesu behar ditu eta fabrikazio prozesu osoa zortzi pausotan banatzen da:Wafer Tratamendua - Oxidazioa - Photolitografia - Grabaketa - Zinema Mehea - Interkonexioa - Probak - Enbalatzea.

---

5. pausoa: Zinema deposizio mehea

Txiparen barneko mikro gailuak sortzeko, film meheen geruzak etengabe gordetzea eta gehiegizko zatiak kendu behar ditugu grabatuta, eta material batzuk gehitu gailu desberdinak bereizteko. Each transistor or memory cell is built step by step through the above process. Hemen hitz egiten ari garen "film mehea" filmaren "film" bat da, prozesatzeko metodo mekaniko arruntek fabrikatu ezin duten mikro bat baino gutxiagoko (μm, milioi bat metro baino gutxiago). The process of placing a film containing the required molecular or atomic units on a wafer is "deposition".

Geruza anitzeko erdieroalearen egitura osatzeko, hau da, gailu pila bat egin behar dugu, hau da, metalezko mehe (eroale) film meheen eta pila bat pilatu filmak gainazalean. Gordailuen prozesuetarako erabil daitezkeen teknikak Vapor Commical depositazioa (CVD), geruza atomikoen gordailua (ALD) eta lurrunaren gordailu fisikoa (PVD) daude, eta teknika hauek erabiltzen dituzten metodoak gordailu lehorrean eta hezeetan banatu daitezke.

Vapor Kimikoen Gordailua (CVD)

Lurzoru kimikoen gordailuan, aitzindarien gasak erreakzio-ganbera batean erreakzionatzen dute, ganbaratik ponpatzen diren obraren gainazalean erantsitako film mehe bat osatzeko. Plasmak hobetutako lurrunaren gordailu kimikoek plasma erabiltzen dute erreaktiboen gasak sortzeko. Metodo honek erreakzioaren tenperatura murrizten du, tenperatura sentikorreko egituretarako aproposa bihurtuz. Plasma erabiltzeak ere gordailu kopurua murriztu dezake, askotan kalitate handiko filmak sor ditzakeela.

Geruza atomikoaren gordailua (ALD)

Geruza atomikoen gordailuak film meheak eratzen ditu aldi berean geruza atomiko batzuk soilik gordez. Metodo honen gakoa ordena jakin batean egiten diren urrats independenteak ziklo egitea eta kontrol ona mantentzea da. Azaleko azalera estaldura lehen urratsa da, eta gero gas desberdinak sartzen dira aitzindaria erreakzionatzeko nahi duzun substantzia osatzeko obran dagoen substantzia osatzeko.

Lurrun fisikoa depositua (PVD)

Izenak esan bezala, lurrunaren gordailu fisikoak film meheak bitarteko fisikoen arabera eratzea aipatzen du. Sputtering lurruneko gordailuaren metodo fisikoa da, argon plasma xede batetik atomoak botatzeko eta obraren gainazalean gordetzea film mehe bat osatzeko. Zenbait kasutan, metatutako filma tratamendu termiko ultramorearen (UVTP) bezalako tekniken bidez tratatu eta hobetu daiteke.

6. urratsa: Interkonexioa

Erdieroaleen eroankortasuna eroale eta eroale ez direnen artean dago (i.e. isolatzaileak), eta horrek elektrizitatearen fluxua erabat kontrolatzeko aukera ematen digu. Gaburretan oinarritutako litografia, grabaketa eta deposizio prozesuek transistoreak bezalako osagaiak eraiki ditzakete, baina konektatu behar dira, energia eta seinaleak jasotzeko eta jasotzeko.

Metalak zirkuituaren arteko konexiorako erabiltzen dira beren eroankortasunagatik. Erdieroaleentzako erabiltzen diren metalak baldintza hauek bete behar dituzte:

· Erresistentzia txikia: Metal zirkuituak korrontea gainditu behar baitute, horietako metalak erresistentzia baxua izan beharko lukete.

· Egonkortasun termokimikoa: Material metalikoen propietateak aldatu gabe egon behar du metalezko interkonexio prozesuan.

· Fidagarritasun handia: Zirkuitu integratuko teknologia garatzen denez, metalezko konexio materialen kopuru txikiek ere iraunkortasun nahikoa izan behar dute.

· Fabrikazio kostua: Lehen hiru baldintzak betetzen badira ere, materialaren kostua oso altua da ekoizpen masiboaren beharrak asetzeko.

Interkonexio prozesuak batez ere bi material, aluminio eta kobre erabiltzen ditu.

Aluminiozko interkonexio prozesua

Aluminiozko interkonexio prozesua aluminiozko gordailuarekin, aplikazio fotoresistarekin, esposizioarekin, esposizioarekin eta garapenarekin hasten da, eta ondoren etiketa egin da, gehiegizko aluminio eta fotoresistaren selektiboki kentzeko, oxidazio prozesuan sartu aurretik. Aurreko urratsak amaitu ondoren, fotolitografia, grabaketa eta deposizio prozesuak errepikatzen dira interkonexioa amaitu arte.

Erosketa bikainaz gain, aluminioa ere erraza da fotolitografoa, etiketa eta gordailua. Gainera, kostu baxua eta atxikimendu ona du oxido filmera. Bere desabantailak dira erraz korrokatzea eta urtze puntu baxua izatea. Gainera, aluminioa silizioarekin erreakzionatzea eta konexio arazoak sortzea saihesteko, metalezko gordailuak gehitu behar dira aluminioa bereizteko. Gordailu hau "Barrier Metal" deitzen da.

Aluminiozko zirkuituak gordailuren bidez eratzen dira. Oihal hutsean sartu ondoren, aluminiozko partikulek osatutako film mehe batek obra egingo dio. Prozesu horri "Vapor Deposition (VD)" deitzen zaio, lurrunaren gordailu kimikoa eta lurrunaren gordailua.

Kobreen arteko konexio prozesua

Erdieroaleen prozesuak sofistikatuagoak diren heinean eta gailuaren tamainak txikitu egiten dira, aluminiozko zirkuituen konexio abiadura eta propietate elektrikoak ez dira jada egokiak eta bai tamaina eta kostu baldintzak betetzen dituzten eroale berriak behar dira. Kobreak aluminioa ordezkatu dezakeen lehen arrazoia da erresistentzia txikiagoa duela, eta horrek gailuaren konexio abiadura azkarragoak ahalbidetzen ditu. Kobrea ere fidagarriagoa da, elektromigrazioarekiko erresistentea delako, ioien mugimendua ioien mugimendua gaur egungo metal baten bidez isurtzen denean, aluminioa baino.

Hala ere, kobreak ez ditu erraz konposatzen, zaila da obrazio baten azaletik lurruntzea eta kentzea. Arazo horri aurre egiteko, material dielektrikoen ordez, material dielektrikoak gordetzen ditugu, eta metalezko lerroko ereduak eratzen ditugu lubakiak eta via, non behar diren eta, ondoren, aipatutako "ereduak" kobrearekin betetzeko, interkonexioa lortzeko, "Damasko" izeneko prozesua.

Kobre atomoek dielektrikoan disolbatzen jarraitzen duten heinean, azkenak isolamenduak murriztu egiten dira eta kobrezko atomoak zabaltzen dituen kobre atomoak blokeatzen dituen hesi-geruza sortzen du. Kobre hazia geruza mehea eratzen da hesiaren geruzan. Urrats honek electroplating aukera ematen du, hau da, kobrearekin alderdi-erlazio ereduak betetzea. Bete ondoren, gehiegizko kobrea metalezko leuntze kimikoen bidez (CMP) kendu daiteke. Osatu ondoren, oxido film bat metatu daiteke eta gehiegizko filma fotolitografia eta grabaketa prozesuak kendu daitezke. Goiko prozesua errepikatu behar da kobrearen arteko lotura amaitu arte.

Aurreko konparaziotik ikus daiteke kobrezko interkonexioaren eta aluminioen arteko loturaren arteko aldea da gehiegizko kobrea CMP metalez kentzen dela.

7. urratsa: probak

Probaren helburu nagusia da erdieroaleen txiparen kalitatea nolabaiteko estandar bat betetzen duen egiaztatzea, produktu akastunak ezabatzeko eta txiparen fidagarritasuna hobetzeko. Gainera, probatu diren produktu akastunak ez dira ontziratze urratsean sartuko, kostua eta denbora aurrezten laguntzen duena. Electronic Die Sailing (EDS) ogiak egiteko metodoa da.

Eds Wafer estatuan txip bakoitzaren ezaugarri elektrikoak egiaztatzen dituen prozesua da eta, horrela, erdieroaleen etekina hobetzen du. EDak bost urratsetan banatu daitezke, honela:

01 Parametro elektrikoaren jarraipena (EPM)

EPM da erdieroaleen txip proben lehen urratsa. Urrats honek gailu bakoitza (transistoreak, kondentsadoreak eta diodak) eskuratu beharko ditu zirkuitu integratuetarako beharrezkoak diren zirkuitu integratuetarako. EPMren funtzio nagusia datu-ezaugarri elektriko neurtuak eskaintzea da, fabrikazio prozesuen eta produktuen errendimenduaren eraginkortasuna hobetzeko erabiliko direnak (produktu akastunak ez detektatzeko).

02 Wafer Zahartze proba

Erdieroaleen akats-tasa bi alderdietatik dator, hots, fabrikazio akatsak (goi-etapan altuagoak) eta bizitza ziklo osoan akats-tasa. Wafer Aging Test-ek obra nolabaiteko tenperaturaren eta AC / DC tentsioaren arabera probatzen du fase hasieran akatsak izan ditzaketen produktuak jakiteko, hau da, azken produktuaren fidagarritasuna hobetzeko balizko akatsak deskubrituz.

03 detektatzeko

Zahartze proba amaitu ondoren, txip erdieroaleak proba gailura konektatu behar da proba-txartelarekin, eta, ondoren, tenperatura, abiadura eta mugimendu probak egin daitezke Wafer-en dagokion erdieroaleen funtzioak egiaztatzeko. Mesedez, ikusi taula proba-urrats zehatzen deskribapen bat lortzeko.

04 konponketa

Konponketa proba-urrats garrantzitsuena da, akats akastunak konpondu daitezkeelako arazo problematikoak ordezkatuz.

05 Dotting

Proba elektrikoa huts egin duten patata frijituak ordenatu dira aurreko pausoetan, baina oraindik bereizteko markatu behar dira. Iraganean, tinta bereziko patata frijituak markatu behar genituen begi hutsez identifikatu ahal izateko, baina sistemak automatikoki ordenatzen ditu probaren datuen balioaren arabera.

8. urratsa: Enbalatzea

Aurreko hainbat prozesu egin ondoren, obran tamaina berdineko patata frijituak eratuko dira ("patata frijituak" bezala ere ezagutzen dira). Egin beharreko hurrengo gauza txip indibidualak lortzea da. Ebakitako txipak oso hauskorrak dira eta ezin dira seinale elektrikoak trukatu, beraz, banan-banan prozesatu behar dira. Prozesu hau paketatzea da, erdieroaleen txiparen kanpoko babes-maskorra osatzea eta kanpoko seinale elektrikoak trukatzeko aukera ematen duena. Ontziratze prozesu osoa bost urratsetan banatuta dago, hots, zerraren zerra, txipa bakarreko eranskina, interkonexioa, moldaketa eta ontziratze probak.

01 wafer zerra

Wafer-etik egindako hautsezko patata frijitu ugari moztu ahal izateko, lehenik eta behin "ehotu" arretaz "ehotu" behar dugu bere lodiera paketearen beharrak asetzeko. Artezketa egin ondoren, idazlearen lerroan zehar moztu dezakegu txipa erdieroalearen bereizita egon arte.

Hiru wafer zerratzeko teknologia mota daude: pala moztea, laser ebaketa eta plasma moztea. Pala mozteko diamante bat erabiltzea da xafla mozteko, hau da, marruskadura beroa eta hondakinak jo ohi dira eta, beraz, ogia kaltetzen du. Laser derrigorrezkoak zehaztasun handiagoa du eta erraz maneiatu ditzake ogiak lodiera mehearekin edo eskribau lerroko tarte txikiekin. Plasmak apaintzeko plasmak grabatzeko printzipioa erabiltzen du eta, beraz, teknologia hau ere aplikagarria da, nahiz eta eskribau-lerroko tartea oso txikia izan.

02 wafer eranskin bakarra

Txipak xaflatik bereizten diren ondoren, banakako patata frijituak (okupatzaile bakarrekoak) substratuari (berunezko markoa) erantsi behar diogu. Substratuaren funtzioa erdieroale txipak babestea eta kanpoko zirkuituekin seinale elektrikoak trukatzea ahalbidetzea da. Zinta-itsasgarri likidoak edo solidoak txipak eransteko erabil daitezke.

03 Interkonexioa

Txipa substratuari lotu ondoren, bi kontaktu puntuak konektatu behar ditugu seinaleen truke elektrikoa lortzeko. Urrats honetan erabil daitezkeen bi konexio metodo daude: alanbrearen lotura metalezko hariak eta txipa mehea erabiliz, urrezko bloke esferikoak edo eztainu blokeak erabiliz. Kableen lotura metodo tradizionala da, eta flip chip lotzeko teknologiak erdieroaleen fabrikazioa azkartu dezake.

04 moldatu

Semeodecor Chip-en konexioa amaitu ondoren, moldurako prozesu bat behar da txiparen kanpoaldean pakete bat gehitzeko, erdieroalearen zirkuitu integratua babesteko, tenperatura eta hezetasuna bezalako zirkuitu integratuak babesteko. Pakete moldea behar den moduan egin ondoren, erdiko zurtoina eta epoxi moldura konposatua (EMC) moldatu eta zigilatu behar dugu. Zigilatutako txipa azken forma da.

05 Enbalatzeko proba

Azken formularioa izan duten patata frijituak azken akats proba gainditu behar du. Azken proban sartzen diren esleiatutako esleiatzaileen patata frijitu guztiak patata erpineroak amaitu dira. Probako ekipamenduetan jarriko dira eta baldintza desberdinak ezarri dituzte, hala nola tentsioa, tenperatura eta hezetasuna, proba elektriko, funtzional eta bizkorretarako. Proba horien emaitzak akatsak aurkitzeko eta produktuen kalitatea eta produkzioaren eraginkortasuna hobetzeko erabil daitezke.

Packaging teknologiaren bilakaera

Txiparen tamaina jaitsi ahala eta errendimendu baldintzak handitzen diren heinean, ontziak berrikuntza teknologiko ugari izan ditu azken urteetan. Etorkizunera bideratutako ontziratze teknologia eta irtenbide batzuek, hala nola, back-maila duten prozesu tradizionaletarako deposizioa erabiltzea da, hala nola wafer maila ontziak (WLP), kolpe prozesuak eta birbanaketa-geruza (RDL) teknologia, baita grabaketa eta garbiketa teknologiak ere, front-amaierako wafer fabrikaziorako.

Zer da Packaging aurreratua?

Packaging tradizionalek txipa txibria moztu behar dute eta molde batean kokatuta. Wafer-Maila Packaging (WLP) ontziratze teknologia aurreratuen mota da, hau da, txipa oraindik ogitegia zuzenean ontziratzea aipatzen duena. WLP prozesua lehenik eta behin paketatzea eta probatzea da eta, ondoren, eratutako txip guztiak aldi berean bereizten dira. Pakete tradizionalarekin alderatuta, WLPren abantaila ekoizpen kostua txikiagoa da.

Pakete aurreratua 2D ontzian, 2.5D ontziratze eta 3D ontzietan banatu daiteke.

2D ontzi txikiagoa

Lehen aipatu bezala, ontzi-prozesuaren helburu nagusiak erdieroaleen txiparen seinalea kanpotik bidaltzea da, eta ogiturretan eratutako kolpeak sarrera / irteerako seinaleak bidaltzeko kontaktu puntuak dira. Kolpe hauek fan-barnean eta fan-out banatzen dira. Fan-formako lehen forma txiparen barruan dago, eta azken fan-formakoa txiparen barrutik kanpo dago. Sarrera / irteera seinalea I / O deitzen dugu (sarrera / irteera), eta sarrera / irteera kopurua i / o count deitzen da. I / O kondeak ontziratzeko metodoa zehazteko oinarri garrantzitsua da. I / O zenbaketa baxua bada, fan-in paketatzea erabiltzen da. Txiparen tamaina ontziratu ondoren askoz ere asko aldatzen ez denez, prozesu hau txip-eskala ontziak (CSP) edo Wafer-Mailako txip-eskala (WLCSP) ere deitzen da. I / O zenbaketa handia bada, fan-out ontziak erabiltzen dira normalean, eta birbanaketaren geruzak (RDLak) behar dira kolpeez gain seinaleztatzeko bideratzeak gaitzeko. Hau da "Waiketako wafer mailako ontziak (FOWLP)".

2.5D ontziak

2.5D ontziratze teknologiak bi txip mota edo gehiago pakete bakarrean jarri ditzake, seinaleak alboko bideratuta, eta horrek paketearen tamaina eta errendimendua areagotu ditzake. Gehien erabiltzen den 2,5D ontziratzeko metodoa memoria eta logika txipak pakete bakarrean jartzea da silizio-interposatzaile baten bidez. 2.5D ontziak oinarrizko teknologiak behar ditu, hala nola, silizio bidez (TSVak), mikro kolpeak eta pitch fina rdls.

3D ontziak

3D ontziratze teknologiak bi txip mota edo gehiago pakete bakarrean jar ditzake, seinaleak bertikalki bideratzen diren bitartean. Teknologia hau I / O konde erdieroaleentzako patata frijituagoetarako egokia da. TSV I / O zenbaketa altuak dituzten patatak egiteko erabil daiteke, eta alanbre lotura i / o zenbaketa txikiak dituzten patatak egiteko erabil daiteke eta, azken batean, patata frijituak bertikalki antolatzen diren seinale sistema bat da. 3D ontziak egiteko beharrezkoak diren teknologiak TSV eta mikro-bump teknologia daude.

Orain arte, produktu erdieroaleen produktuen fabrikazioaren zortzi urratsak "wafer prozesatzeko - fotolitografia - grabaketa - Zinema metalikoaren deposizioa - Interkonexioa - Probak - Enbalatzea" erabat sartu dira. "Sand" "chips" -tik, teknologia erdieroaleak "harriak urre bihurtzeko" benetako bertsioa egiten ari da.

---

Vetek erdieroalea Txinako fabrikatzaile profesionala daTantalum karburo estaldura, Silizio karburo estaldura, Grafito berezia, Silizio karburo zeramikaetaBeste erdieroalearen zeramika. Vetek erdieroaleek konpromisoa hartu dute SIC Wafer produktuetarako irtenbide aurreratuak eskaintzeko.

Aurreko produktuak interesatzen bazaizu, jar zaitez gurekin zuzenean harremanetan jartzeko.  

MOB: + 86-180 6922 0752

Whatsapp: +86 180 6922 0752

Posta elektronikoa: anny@veteksemi.com