ייצור ובדיקה של רקיק

רָקִיקיִצוּרוכןמִבְחָן

ניתן לחלק את ייצור הרקיקים בייצור מעגלים משולבים למחצה מוליכים למחצה לחמישה שלבי ייצור:

מסמך זה מתאר את שלושת הצעדים הראשונים כדלקמן:

הכנת רקיק

· ייצור רקיק

· מבחן רקיק

0010-37264 COOLDOWN CADME

הכנת רקיק
בייצור רקיק, המגמה היא לגדול בגודל, שיש לה את ההשלכות הבאות: פרודוקטיביות: הגדלת גודל הוופל יכולה לשפר משמעותית את הפרודוקטיביות. בעת עיבוד פלים גדולים, המספר הכולל של השבבים שניתן לייצר ליחידת זמן עולה בגלל העלייה המשמעותית במספר השבבים שניתן להכיל בכל רקיק.
עלויות ייצור: הגדלת גודל הפליקה יכולה להפחית את עלויות הייצור. גדלי רקיק גדולים מפחיתים את הפסדי הקוביות של רקיק-וופר, תוך שיפור המשפר נוסף על ניצול החומרים, תוך הפחתת העלות הממוצעת למות.

עיצוב שבבים: גדלי רקיק גדולים מספקים יותר מקום לעיצוב שבבים, המאפשרים למעצבים להשיג עיצובים מעגלים מורכבים ויעילים יותר על רקיק יחיד.
מורכבות תהליכים: גודל הפקידה המוגבר מגדיל גם את המורכבות של תהליך הייצור. לדוגמה, ישנן דרישות גבוהות יותר לאחידות של גידול סיליקון מונוקריסטלי, ופרמטרים כמו טמפרטורה ומהירות סיבוב יש לשלוט במדויק בעת ציור מוטות סיליקון מונוקריסטליים בגודל גדול.

השקעת ציוד: קו הייצור של פלים בגודל גדול דורש ציוד מיוחד, כמו עלות מכונת ליטוגרפיה יחידה של EUV עולה על 100 מיליון דולר אמריקאי, וציוד התצהיר ותחריט התומך הוא יקר.

רָקִיקיִצוּר

ייצור רקיקים הוא קישור הליבה של ייצור מעגלים משולבים למחצה מוליכים למחצה, אשר תואם זרימת תהליכים מסוימת, באמצעות ניקוי רקיק חוזר ונשנה, הכנת סרטים דקים, דפוסי פוטוליטוגרפיה, תחריט וסמים ותהליכי עיבוד אחרים, ולבסוף להשלים את ייצור השבבים של מעגלים משולבים על הוופר.
מתקני ייצור רקיקים מחולקים לרוב לאזורים שונים המבוססים על מודולי תהליכים בודדים כדי להבטיח תהליך ייצור חלק ויעיל.

אזור ליטוגרפיה: דפוס המעגל המעוצב מועבר לפני השטח של הוופל. חשיפה, פיתוח ותחריט מבוצעים על ידי פוטורסיסטים ורשתות. הפוטורסיסט עובר תגובה כימית תחת אור UV ליצירת תבנית המתאימה לדפוס הרשת. לאחר מכן, האזור שאינו מוגן על ידי הפוטוריסט מוסר על ידי תחריט ליצירת מבנה המעגל הרצוי. ככל שגודל התכונה של המכשיר יורד, אורך הגל של מקור האור המשמש את מכונת הליטוגרפיה עובר לכיוון האולטרה סגול העמוק כדי לשפר את דיוק הליטוגרפיה. בימינו, חדר הליטוגרפיה מואר לרוב באור צהוב, כך שחדר הליטוגרפיה נקרא לעיתים אזור החדר הצהוב.
אזור תחריט: מסיר חומר משטח הוופל ליצירת דפוס ספציפי. זה כולל תחריט רטוב וגם תחריט יבש. תחריט רטוב משתמש בתמיסה כימית להסרת חומר, ואילו תחריט יבש מסיר חומר בשיטות פיזיקליות או כימיות כמו פלזמה או קרני יון תגוביות. בימים הראשונים היה זה בעיקר תחריט רטוב, שלרוב ניקה באזור אחד. עם זאת, ככל שגודל התכונה של המכשיר פוחת, משתמשים בתחריט יבש אניסוטרופי יותר. תחריט יבש מספק בקרת דופן צדדית טובה יותר ובקרת ממד קריטית כדי לענות על צרכי מבני המעגל העדינים יותר.

אזור השתלת יונים: התאם את התכונות החשמליות של משטח הוופל ליצירת שכבת הסמים הרצויה. קרן מואצת של אטומים מסוממים משמשת להפצת פני השטח של הוופל בעזרת מתנחה יון, תוך הזרקת אטומי טומאה אל תוך הוופל. בדרך כלל צריך לבטל את הפלים המוזרקים כדי לתקן את הנזק ולהפעיל את האטומים המסוממים. בימים הראשונים, סמים מוליכים למחצה אימצו בעיקר את תהליך דיפוזיה של תנור בטמפרטורה גבוהה. עם זאת, עם הירידה בגודל האופייני של המכשיר, הדרישות למורפולוגיה של עומק צומת PN והפצת ריכוז הטומאה בסיליקון מוגברות, וטכנולוגיית השתלת יונים הפכה בהדרגה לשיטת הסמים המיינסטרים. לטכנולוגיית השתלת יונים היתרונות של ריכוז סמים גבוה, אחידות טובה ושליטה חזקה.
אזור סרטים דק: סרטים דקים שונים נוצרים על פני השטח של הוופל, כמו שכבת בידוד, שכבת מוליכים למחצה או שכבת מוליך. אלה כוללים שיטות כמו תצהיר אדי כימי (CVD) ותצהיר אדים פיזי (PVD). CVD מרביץ תרכובות גזים על מצעים באמצעות פירוק תרמי או תגובות כימיות; PVD מפקיד את החומר על המצע באמצעות תהליכים פיזיים כמו אידוי או פיזורים. הכנת סרט דק נמצאת בשימוש נרחב בייצור רקיק. לדוגמה, סרטי SiO₂ משמשים לרוב כשכבות בידוד, וסרטי סיליקון פולי -קריסטליים משמשים לייצור שערי טרנזיסטור וכו '.

אזור דיפוזיה: עדיין משתמשים באזור דיפוזיה של השם, אם כי תהליך דיפוזיה של תנור טמפרטורה גבוהה כמעט כבר לא משמש בייצור הוופלים המודרני. כיום אזור זה משמש בעיקר לתהליכים כמו סרטי סיליקה מגודלים תרמית, חישול תרמי קונבנציונאלי וחישול תרמי מהיר (RTA). ככל שגודל התכונה של המכשיר פוחת ודרישות התהליך גדלות, גם העבודה באזור הדיפוזיה משתנה. כעת, תחום זה ממוקד יותר באיכות סרט תחמוצת הסיליקון וביעילות תהליך החישול.
אזור מתכות: נוצרת שכבה חיבוריות מתכתית על פני הפסק כדי לחבר את המכשירים הבודדים יחד ליצירת מעגל שלם. כולל תהליך מתכות האלומיניום ותהליך דמשק של מתכות נחושת וכו '. תהליך מתכת האלומיניום דורש תצהיר קרן אלקטרונים של אלומיניום, אלומיניום מגנטרון ומגניטור ותחריט יבש של אלומיניום; תהליך דמשק של מתכות נחושת, לעומת זאת, יוצר שכבות חיבורות על ידי מילוי נחושת לתעלות חרוטות מראש. עם צמצום גודל התכונה של המכשיר ושיפור דרישות התהליך, תהליך דמשק של מתכות נחושת הפך בהדרגה לשיטת המתכות המיינסטרים. תהליך זה יכול להימנע מזיהום החלקים הבסיסיים של המכשיר על ידי נחושת ולשפר את הביצועים והאמינות של המעגל.

אזור אפיטקסיאלי: גידול סרט דק של סיליקון מונוקריסטלי על מצע סיליקון (אפיטקסיה הומוגנית) או סרט דק של חומרים אחרים על מצע סיליקון (Heteroepitaxy) כדי לענות על הצרכים של מכשיר ספציפי. שיטות כמו אפיטקסיה שלב אדים (VPE) כלולות. שכבה חדשה של סיליקון מונוקריסטלי או סרט דק של חומר אחר מופקדת על פני השטח באמצעות תגובה כימית. התהליך האפיטקסיאלי נמצא בשימוש נרחב בייצור מעגלים משולבים בעלי ביצועים גבוהים ומכשירים מיוחדים. לדוגמה, ניתן להשתמש בשכבות אפיטקסיאליות לייצור טרנזיסטורים במהירות גבוהה, מכשירים בעלי עוצמה נמוכה וכן הלאה. על מנת לשפר עוד יותר את הדיוק והיעילות של הליטוגרפיה, צצה טכנולוגיית ליטוגרפיה אולטרה סגולה קיצונית (EUVL); על מנת לשפר את הביצועים והיעילות של תהליך התחריט, בין היתר, טכנולוגיית תחריט שכבה אטומית (ALE). היישום של טכנולוגיות חדשות אלה הופך את תהליך הייצור של הוופל למתוחכם, יעיל ואמין יותר.

0040-22451 הדום 150 מ"מ, איש קשר 3 נקודות

מבחן רקיק
בדיקת פליקה היא חלק קריטי מתהליך ייצור המוליכים למחצה, שנועד להבטיח שכל שבב עומד במפרט תכנון ודרישות פונקציונליות לפני האריזה. בדיקות פליגה כוללות מגוון בדיקות ומדידות מקוונות במהלך תהליך הייצור של הוופל, כמו גם בדיקות פונקציונליות וביצועים של שבבי מעגלים משולבים עם כרטיס בדיקה לאחר ייצור שבבים. להלן תיאור מפורט של שלב בדיקת הוופל:

מטרת בדיקה ומדידה מקוונת: לערוך בדיקה בזמן אמת בתהליך ייצור הוופל כדי להבטיח שפרמטרי התהליך עומדים בתקנים, ולגלות ולתקן סטיות תהליכים בזמן. במקביל, נמדדים במדויק פרמטרים פיזיים שונים של הוופל, כגון קוטר, שטוח, עובי וכו ', כדי להבטיח כי איכות הוופל עומדת בדרישות הסטנדרטיות.

שיטה: טכניקות יישור אופטיות או אחרות שימשו כדי ליישר במדויק את נקודות הבדיקה על הוופל עם כרטיס הבדיקה לבדיקה בזמן אמת. במקביל, מכשירי מדידה וציוד מתקדמים, כמו אינטרפרומטרים של לייזר, מיקרוסקופים של כוח אטומי וכו ', משמשים לביצוע מדידה ללא קשר של פלים.

יישום: בדיקה מקוונת נמצאת בשימוש נרחב במודולי תהליכים שונים בתהליך הייצור של הוופל, כגון ליטוגרפיה, תחריט, סמים וכו ', כדי להבטיח את איכות התהליך ויעילות הייצור. המדידות משמשות כדי להבטיח שאיכות הוופל עומדת בדרישות הסטנדרטיות וכדי לספק תמיכה בנתונים לאופטימיזציה של תהליכים. מטרת בדיקת כרטיסי הבדיקה היא לבדוק את הביצועים החשמליים של כל שבב על הוופל, ולהקרן שבבים מוסמכים לאריזה שלאחר מכן. שיטה: כרטיס בדיקה שימש כדי לחקור את נקודות המגע החשמליות של כל מתות חשופות לבדיקה פונקציונאלית. הבדיקה בכרטיס הבדיקה נמצאת במגע ישיר עם מפרקי ההלחמה או הבליטות על השבב, ואות השבב נגזר ואז המדידה האוטומטית מתממשת עם מכשירי בדיקה רלוונטיים ובקרת תוכנה. פרטים טכניים: כרטיסי בדיקה הם כלי מפתח לבדיקת אימות פונקציונלי של רקיק, המורכבים בדרך כלל מבדיקות, רכיבים אלקטרוניים, חוטים ולוחות מעגלים מודפסים (PCB). הבדיקה בכרטיס הבדיקה דקה כמו שיער ומסוגלת ליצור קשר מדויק עם הכרית על המות. אבולוציה טכנולוגית: ככל שגדלי תכונות המכשירים יורדים ודרישות התהליך גדלות, טכניקות בדיקת כרטיסי בדיקה ממשיכות להתפתח. לדוגמה, טכנולוגיית בדיקת בדיקות טיסה הופיעה, המאפשרת קשר ישיר עם סיכות מחבר כרטיסי בדיקה לבדיקת המשכיות מלאה בין PCBs לפלטות קרמיקה, ומבטלת את הצורך בלוחות ממשק או אביזרי ממשק ספציפיים ליישום. מטרת שיטת סימון השבבים הפגומה: לאחר גילוי השבב הפגום, היא מסומנת כבלתי מוסמכת כך שניתן יהיה לבטל אותו בתהליך הקוביות והאריזה של רקיק לאחר מכן.

שיטה: בשלב המוקדם, השבב הפגום היה דיו כך שניתן היה לדחות אותו לאריזה. המחשב שהוא כעת בדיקות רב-תכליתיות יירשם את מיקום השבב הפגום במפת הסיביות. התפתחות טכנולוגית: עם פיתוח אוטומציה וטכנולוגיית מידע, השיטה לסימון שבבים פגומים משתפרת גם היא ללא הרף. כעת, מפות סיביות שהוקלטו על ידי מחשב יכולות לאתר בצורה מדויקת יותר שבבים פגומים, לשפר את הפרודוקטיביות ואת איכות המוצר. ההשפעה של התפתחות שיטות הבדיקה על יעילות הייצור ואיכות המוצר: פרודוקטיביות: בדיקה אוטומטית, עם פיתוח טכנולוגיית בדיקה אוטומטית, תהליך בדיקת הוופל הפך ליעיל ואמין יותר. בדיקות אוטומטיות יכולות להפחית את ההתערבות הידנית ולשפר את מהירות הבדיקה והדיוק, ובכך להגדיל את הפרודוקטיביות; בדיקות אינטליגנטיות, עם פיתוח טכנולוגיית בינה מלאכותית, החלו לחקור כיצד להשתמש באלגוריתמים למידת מכונה כדי לשפר את תהליך הבדיקה. לדוגמה, AI משמש לזיהוי שינויים באלמנטים של ממשק המשתמש ולהתאים אוטומטית סקריפטים של בדיקות. או השתמש במודלים של למידת מכונה כדי לחזות אילו חלקים מהקוד שלך נוטים יותר להכיל פגמים. בדיקות אינטליגנטיות יכולות לשפר עוד יותר את יעילות הבדיקה והדיוק ולהפחית את עלויות הבדיקה. איכות מוצר: איתור פגמים מוקדם, באמצעות טכנולוגיות כמו בדיקה מקוונת ובדיקת כרטיסי בדיקה, ניתן למצוא שבבים פגומים בשלב מוקדם של תהליך הייצור של הוופל, ולהימנע מהם להיכנס לתהליך האריזה והבדיקה שלאחר מכן, ובכך לשפר את איכות המוצר; מיקום תקלות מדויק, עם שיפור שיטת סימון שבב התקלה, ניתן לאתר את שבב התקלה בצורה מדויקת יותר, להימנע משיפוט שגוי ושיקול דעת החמצה, ולשפר עוד יותר את איכות המוצר. טכנולוגיות ושיטות אלה בשלב הבדיקה של הוופל לא רק מבטיחות את האיכות והביצועים של השבבים, אלא גם מביאות יתרונות כלכליים משמעותיים לתעשיית ייצור המוליכים למחצה על ידי הגדלת יעילות הייצור והפחתת עלויות הבדיקה.