ما هي الخطوات الست الرئيسية في تصنيع الرقائق؟

في عام 2020، تم إنتاج أكثر من تريليون شريحة في جميع أنحاء العالم، أي ما يعادل 130 شريحة يمتلكها ويستخدمها كل شخص على هذا الكوكب.ومع ذلك، فإن النقص الأخير في الرقائق لا يزال يظهر أن هذا الرقم لم يصل بعد إلى الحد الأعلى.

على الرغم من إمكانية إنتاج الرقائق على نطاق واسع بالفعل، إلا أن إنتاجها ليس بالمهمة السهلة.إن عملية تصنيع الرقائق معقدة، واليوم سنغطي الخطوات الست الأكثر أهمية: الترسيب، والطلاء المقاوم للضوء، والطباعة الحجرية، والحفر، وزرع الأيونات، والتعبئة والتغليف.

إيداع

تبدأ خطوة الترسيب بالرقاقة، التي يتم قطعها من أسطوانة سيليكون نقية بنسبة 99.99% (وتسمى أيضًا "سبيكة السيليكون") ومصقولة للحصول على لمسة نهائية ناعمة للغاية، ثم يتم ترسيب طبقة رقيقة من الموصل أو العازل أو مادة أشباه الموصلات على الرقاقة، حسب المتطلبات الهيكلية، بحيث يمكن طباعة الطبقة الأولى عليها.غالبًا ما يشار إلى هذه الخطوة المهمة باسم "الترسيب".

عندما تصبح الرقائق أصغر فأصغر، تصبح أنماط الطباعة على الرقاقات أكثر تعقيدًا.يعد التقدم في الترسيب والحفر والطباعة الحجرية أمرًا أساسيًا في جعل الرقائق أصغر حجمًا من أي وقت مضى، وبالتالي دفع استمرار قانون مور.يتضمن ذلك تقنيات مبتكرة تستخدم مواد جديدة لجعل عملية الترسيب أكثر دقة.

طلاء مقاوم للضوء

يتم بعد ذلك تغليف الرقائق بمادة حساسة للضوء تسمى "مقاوم الضوء" (وتسمى أيضًا "مقاوم الضوء").هناك نوعان من مقاومات الضوء - "مقاومات الضوء الإيجابية" و"مقاومات الضوء السلبية".

الفرق الرئيسي بين مقاومات الضوء الإيجابية والسلبية هو التركيب الكيميائي للمادة والطريقة التي يتفاعل بها مقاوم الضوء مع الضوء.في حالة مقاومات الضوء الإيجابية، تتغير بنية المنطقة المعرضة للأشعة فوق البنفسجية وتصبح أكثر قابلية للذوبان، وبالتالي تحضيرها للحفر والترسيب.من ناحية أخرى، تتبلمر مقاومات الضوء السلبية في المناطق المعرضة للضوء، مما يجعل ذوبانها أكثر صعوبة.تعتبر مقاومات الضوء الإيجابية هي الأكثر استخدامًا في تصنيع أشباه الموصلات لأنها يمكن أن تحقق دقة أعلى، مما يجعلها خيارًا أفضل لمرحلة الطباعة الحجرية.يوجد الآن عدد من الشركات حول العالم التي تنتج مقاومات الضوء لتصنيع أشباه الموصلات.

الطباعة الضوئية

تعد الطباعة الحجرية الضوئية أمرًا بالغ الأهمية في عملية تصنيع الرقائق لأنها تحدد مدى صغر حجم الترانزستورات الموجودة على الشريحة.في هذه المرحلة، يتم وضع الرقائق في آلة الطباعة الحجرية الضوئية وتعريضها للأشعة فوق البنفسجية العميقة.وفي كثير من الأحيان تكون أصغر بآلاف المرات من حبة الرمل.

يتم تسليط الضوء على الرقاقة من خلال "لوحة القناع" وتتقلص بصريات الطباعة الحجرية (عدسة نظام DUV) وتركز نمط الدائرة المصمم على لوحة القناع على مقاوم الضوء الموجود على الرقاقة.كما هو موضح سابقًا، عندما يضرب الضوء مقاوم الضوء، يحدث تغير كيميائي يطبع النموذج الموجود على لوحة القناع على طبقة مقاوم الضوء.

يعد الحصول على النموذج المكشوف بشكل صحيح تمامًا مهمة صعبة، حيث إن تداخل الجسيمات والانكسار والعيوب الفيزيائية أو الكيميائية الأخرى كلها ممكنة في هذه العملية.لهذا السبب نحتاج في بعض الأحيان إلى تحسين نمط التعريض النهائي عن طريق تصحيح النمط الموجود على القناع على وجه التحديد لجعل النمط المطبوع يبدو بالطريقة التي نريدها.يستخدم نظامنا "الطباعة الحجرية الحاسوبية" لدمج النماذج الخوارزمية مع البيانات من آلة الطباعة الحجرية ورقائق الاختبار لإنتاج تصميم قناع مختلف تمامًا عن نمط التعريض النهائي، ولكن هذا ما نريد تحقيقه لأن هذه هي الطريقة الوحيدة للحصول على نمط التعرض المطلوب.

النقش

والخطوة التالية هي إزالة مقاوم الضوء المتدهور للكشف عن النمط المطلوب.أثناء عملية "الحفر"، يتم تحميص الرقاقة وتطويرها، ويتم غسل بعض من مقاوم الضوء للكشف عن نمط ثلاثي الأبعاد لقناة مفتوحة.يجب أن تشكل عملية النقش ميزات موصلة بدقة وثبات دون المساس بالسلامة العامة واستقرار هيكل الشريحة.تسمح تقنيات النقش المتقدمة لمصنعي الرقائق باستخدام أنماط مزدوجة ورباعية وقائمة على المباعدة لإنشاء الأبعاد الصغيرة لتصميمات الرقائق الحديثة.

مثل مقاومات الضوء، ينقسم التنميش إلى أنواع "جافة" و"رطبة".يستخدم الحفر الجاف غازًا لتحديد النمط المكشوف على الرقاقة.يستخدم النقش الرطب طرقًا كيميائية لتنظيف الرقاقة.

تحتوي الشريحة على عشرات الطبقات، لذا يجب التحكم في النقش بعناية لتجنب إتلاف الطبقات الأساسية لبنية الشريحة متعددة الطبقات.إذا كان الغرض من النقش هو إنشاء تجويف في الهيكل، فمن الضروري التأكد من أن عمق التجويف صحيح تمامًا.بعض تصميمات الشرائح التي تحتوي على ما يصل إلى 175 طبقة، مثل 3D NAND، تجعل خطوة النقش مهمة وصعبة بشكل خاص.

الحقن الأيوني

بمجرد حفر النموذج على الرقاقة، يتم قصف الرقاقة بأيونات موجبة أو سالبة لضبط خصائص التوصيل لجزء من النموذج.باعتبارها مادة للرقائق، فإن مادة السيليكون الخام ليست عازلًا مثاليًا ولا موصلًا مثاليًا.تقع خصائص السيليكون الموصلة في مكان ما بينهما.

يُطلق على توجيه الأيونات المشحونة إلى بلورة السيليكون بحيث يمكن التحكم في تدفق الكهرباء لإنشاء المفاتيح الإلكترونية التي تمثل اللبنات الأساسية للرقاقة، أي الترانزستورات، اسم "التأين"، المعروف أيضًا باسم "زرع الأيونات".بعد تأين الطبقة، تتم إزالة مقاوم الضوء المتبقي المستخدم لحماية المنطقة غير المحفورة.

التعبئة والتغليف

يتطلب إنشاء شريحة على رقاقة آلاف الخطوات، ويستغرق الأمر أكثر من ثلاثة أشهر للانتقال من التصميم إلى الإنتاج.لإزالة الشريحة من الرقاقة، يتم تقطيعها إلى شرائح فردية باستخدام منشار الماس.يتم تقسيم هذه الرقائق، التي تسمى "القالب العاري"، من رقاقة مقاس 12 بوصة، وهو الحجم الأكثر شيوعًا المستخدم في تصنيع أشباه الموصلات، ونظرًا لاختلاف حجم الرقائق، يمكن أن تحتوي بعض الرقاقات على آلاف الرقائق، بينما يحتوي البعض الآخر على عدد قليل فقط دزينة.

يتم بعد ذلك وضع هذه الرقاقات العارية على "ركيزة" - وهي ركيزة تستخدم رقائق معدنية لتوجيه إشارات الإدخال والإخراج من الرقاقة العارية إلى بقية النظام.ثم يتم تغطيتها بـ "المشتت الحراري"، وهو عبارة عن حاوية واقية معدنية صغيرة مسطحة تحتوي على سائل تبريد لضمان بقاء الشريحة باردة أثناء التشغيل.

ملف الشركة

تقوم شركة Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. بتصنيع وتصدير العديد من آلات الالتقاط والوضع الصغيرة منذ عام 2010. وبالاستفادة من البحث والتطوير الغني ذي الخبرة والإنتاج المدرب جيدًا، فازت NeoDen بسمعة كبيرة من العملاء في جميع أنحاء العالم.

مع تواجد عالمي في أكثر من 130 دولة، والأداء الممتاز والدقة العالية والموثوقية لـ NeoDenآلات PNPاجعلها مثالية للبحث والتطوير والنماذج الأولية الاحترافية وإنتاج الدفعات الصغيرة إلى المتوسطة.نحن نقدم حلًا احترافيًا لمعدات SMT ذات المحطة الواحدة.

إضافة: رقم 18، شارع تيانزيهو، مدينة تيانزيهو، مقاطعة أنجي، مدينة هوتشو، مقاطعة تشجيانغ، الصين

الهاتف: 86-571-26266266