Производство и тестирование пластин

ПластинаПроизводствоиТест

Производство пластин в полупроводниковых интегрированных цепи производства можно разделить на пять стадий производства:

Этот документ описывает первые три шага следующим образом:

· Приготовление пластины

· Производство пластин

· Тест пластины

0010-37264 COLDOWN CAMBER Multi Slot Ass'y

Подготовка к пластине
При производстве пластин эта тенденция заключается в увеличении размера, что имеет следующие последствия: производительность: увеличение размера пластины может значительно повысить производительность. При обработке больших пластин общее количество чипов, которые могут быть получены за единицу времени, увеличивается из -за значительного увеличения количества чипов, которые могут быть размещены на каждой пластине.
Затраты на производство: увеличение размера пластины может снизить производственные затраты. Большие размеры пластины снижают потери в рамках вафли до пафеты, что еще больше улучшает использование материалов, одновременно снижая среднюю стоимость за кубик.

Дизайн чипа: большие размеры пластин обеспечивают больше места для дизайна чипов, что позволяет дизайнерам достичь более сложных и эффективных конструкций схемы на одной пластине.
Сложность процесса: увеличение размера пластины также увеличивает сложность производственного процесса. Например, существуют более высокие требования к однородности роста монокристаллического кремния, и параметры, такие как температура и скорость вращения, необходимо точно контролировать при привлечении монокристаллических кремниевых стержней большого размера.

Инвестиции в оборудование: производственная линия крупных вафей требует специального оборудования, например, стоимость одной литографической машины EUV превышает 100 миллионов долларов США, а оборудование для осаждения и травления дорого.

ПластинаПроизводство

Производство пластин является основной связью полупроводникового интегрированного производства цепей, которое соответствует определенному потоку процесса посредством повторной очистки пластин, подготовки тонкой пленки, фотолитографического паттерна, травления и допинга и других процессов обработки и, наконец, завершить производство чипов интегрированных цепей на плате.
Условия изготовления пластин часто делятся на различные зоны на основе отдельных модулей процесса, чтобы обеспечить плавный и эффективный производственный процесс.

Литографическая зона: Расширенная схема цепи переносится на поверхность пластины. Экспозиция, развитие и травление выполняются фоторезистами и сетки. Фоторезист подвергается химической реакции под ультрафиолетовым светом, образуя картину, которая соответствует рисунку сетки. Затем область, которая не защищена фоторезистом, удаляется путем травления, чтобы сформировать желаемую структуру цепи. Когда размер функции устройства уменьшается, длина волны источника света, используемое литографической машиной, переходит к глубокому ультрафиолетовому направлению, чтобы повысить точность литографии. В настоящее время литографическая комната в основном освещена желтым светом, поэтому литографическая комната иногда называют желтой комнатой.
Зона травления: удаляет материал с поверхности пластины, чтобы сформировать определенную картину. Это включает в себя как влажное травление, так и сухое травление. Влажное травление использует химический раствор для удаления материала, в то время как сухое травление удаляет материал физическими или химическими методами, такими как плазма или реактивные ионные лучи. В первые дни это было в основном влажное травление, которое обычно очищалось в одной области. Однако по мере уменьшения размера функции устройства анизотропное сухое травление используется больше. Сухое травление обеспечивает лучшее управление боковой стенкой и контроль критического размера для удовлетворения потребностей более тонких конструкций цепи.

Ионная зона имплантации: отрегулируйте электрические свойства поверхности пластины, чтобы сформировать желаемый легирующий слой. Ускоренная луч легированных атомов используется для бомбардировки поверхности пластины с использованием ионного имплантера, вводя атомы примесей в пластину. Внедренные пластики обычно необходимо отполировать, чтобы восстановить повреждение и активировать легированные атомы. В первые дни полупроводниковое легирование в основном приняло высокотемпературный процесс диффузии печи. Однако с уменьшением характерного размера устройства требования к морфологии глубины соединения PN и распределения концентрации примесей в кремнии увеличиваются, а технология ионной имплантации постепенно становится основным методом легирования. Технология ионной имплантации имеет преимущества высокой концентрации допинга, хорошей однородности и сильной управляемости.
Тонкая пленка: различные тонкие пленки образуются на поверхности пластины, такой как изоляционный слой, полупроводник или слой проводника. К ним относятся такие методы, как химическое осаждение пара (ССЗ) и физическое осаждение паров (PVD). Условия сердечно -сосудистых заболеваний на субстратах посредством термического разложения или химических реакций; PVD откладывает материал на подложку через физические процессы, такие как испарение или разбросание. Тонкая пленка препарат широко используется в изготовлении пластин. Например, пленки SIO₂ часто используются в качестве изоляционных слоев, а поликристаллические кремниевые пленки используются для изготовления транзисторных ворот и т. Д.

Зона диффузии: зона диффузии имени все еще используется, хотя процесс диффузии печи с высокой температурой почти не используется в современном производстве пластин. Сегодня эта область в основном используется для таких процессов, как термически выращенные кремнеземные пленки, обычное тепловое отжиг и быстрое тепловое отжиг (RTA). По мере того, как размер функции устройства уменьшается и увеличивается требования к процессу, работа в области диффузии также меняется. Теперь эта область больше сосредоточена на качестве оксидной пленки кремния и эффективности процесса отжига.
Зона металлизации: на поверхности пластины образуется металлический соединительный слой, чтобы соединить отдельные устройства вместе, чтобы сформировать полную цепь. Включая процесс металлизации алюминиевой металлизации и Дамаск процесс меди -металлизации и т. Д. Процесс алюминия металлизации требует отложения электронного луча алюминия, магнетронного алюминия и сухого травления алюминия; С другой стороны, процесс Damascus с медной металлизацией создает взаимосвязанные слои, заполняя медь в предварительно потерпевшие траншеи. Благодаря уменьшению размера функции устройства и улучшением требований к процессу, процесс Damascus медной металлизации постепенно становится основным методом металлизации. Этот процесс может избежать загрязнения основных частей устройства медной и повысить производительность и надежность схемы.

Эпитаксиальная область: выращивание тонкой пленки монокристаллического кремния на кремниевой субстрате (гомогенная эпитаксия) или тонкую пленку других материалов на кремниевой субстрате (гетероэпитаксии) для удовлетворения потребностей определенного устройства. Такие методы, как эпитаксия фазы пара (VPE), включены. Новый слой монокристаллического кремния или тонкой пленки другого материала осаждается на поверхности пластины посредством химической реакции. Эпитаксиальный процесс широко используется при изготовлении высокопроизводительных интегрированных цепей и специальных устройств. Например, эпитаксиальные слои могут быть использованы для изготовления высокоскоростных транзисторов, устройств с низким энергопотреблением и так далее. Чтобы еще больше повысить точность и эффективность литографии, появилась технология экстремальной ультрафиолетовой литографии (EUVL); Чтобы повысить производительность и эффективность процесса травления, в частности, технология травления атомного слоя (ALE) появилась. Применение этих новых технологий делает процесс производства пластин более сложным, эффективным и надежным.

0040-22451 Пьедестал 150 мм сокращается, 3 -точечный контакт

Тест пластины
Тест пластины является важной частью процесса производства полупроводников, разработанного для обеспечения того, чтобы каждый чип соответствовал спецификациям проектирования и функциональным требованиям до упаковки. Тестирование пластин включает в себя различные встроенные проверки и измерения во время процесса изготовления пластин, а также функциональное и тестирование производительности интегрированных чипов схемы с помощью зонда после изготовления чипа. Ниже приведено подробное описание фазы тестирования пластин:

Встроенные проверки и измерения Цель: провести проверку в реальном времени во время производственного процесса пластин, чтобы гарантировать, что параметры процесса соответствовали стандартам, а также для определения и правила отклонений процесса во времени. В то же время измеряются различные физические параметры пластины, такие как диаметр, плоскостность, толщина и т. Д., Чтобы обеспечить качество пластины соответствовать стандартным требованиям.

Метод: оптические или другие методы выравнивания были использованы для точного выравнивания тестовых точек на пластине с помощью зонда для проверки в реальном времени. В то же время, передовые измерительные приборы и оборудование, такие как лазерные интерферометры, микроскопы атомных сил и т. Д., Используются для выполнения бесконтактного измерения пластин.

Применение. Встроенные проверки широко используются в различных модулях процесса в процессе производства пластин, таких как литография, травление, легирование и т. Д., Для обеспечения качества процесса и эффективности производства. Измерения используются для обеспечения того, чтобы качество пластины соответствовало стандартным требованиям и обеспечению поддержки данных для оптимизации процессов. Цель тестирования зонда - проверить электрические характеристики каждого чипа на пластине и экранировать квалифицированные чипы для последующей упаковки. Метод: зонда использовалась для исследования электрических контактных точек каждого голой матрицы для функционального тестирования. Зонд на карте зонда находится в прямом контакте с приподными соединениями или выступами на чипе, а сигнал чипа получен, а затем автоматическое измерение реализуется с помощью соответствующих тестовых приборов и управления программным обеспечением. Технические детали: карты зондов являются ключевым инструментом для тестирования функциональной проверки пластин, обычно состоящих из зондов, электронных компонентов, проводов и печатных плат (PCB). Зонд на карточке зонда такой же тонкий, как волосы, и он способен встроить точный контакт с подушкой на кубике. Эволюция технологии: по мере уменьшения размеров устройства и увеличения требований к процессу методы тестирования зондов продолжают развиваться. Например, появилась технология тестирования летающих зондов, которая обеспечивает прямой контакт с разъемами разъема для зонда для полного тестирования непрерывности между ПКБ и керамическими пластинами, что устраняет необходимость в интерфейсных платах или приспособлениях для специфичных для приложения. Цель метода ошибочной маркировки чипов: после обнаружения дефектного чипа он помечен как неквалифицированный, чтобы его можно было устранить в последующем процессе натяжения и упаковки пластин.

Метод: на ранней стадии ошибочный чип был подписан, чтобы его можно было отвергнуть для упаковки. Компьютер, который в настоящее время является многоцелевым тестированием, будет записывать местоположение неисправного чипа на растровом карте пластины. Эволюция технологий: с разработкой автоматизации и информационных технологий метод маркировки неисправных чипов также постоянно улучшается. Теперь, записанные в компьютере растровые карты пластины, могут более точно определить неисправные чипы, повышая производительность и качество продукции. Влияние эволюции методов испытаний на эффективность производства и качество продукта: производительность: автоматическое тестирование, с разработкой технологии автоматизированного тестирования процесс тестирования пластин стал более эффективным и надежным. Автоматизированное тестирование может снизить ручное вмешательство и повысить скорость и точность тестирования, тем самым повышая производительность; Интеллектуальное тестирование с разработкой технологии искусственного интеллекта начало изучать, как использовать алгоритмы машинного обучения для улучшения процесса тестирования. Например, ИИ используется для определения изменений в элементах пользовательского интерфейса и автоматической настройки тестовых сценариев. Или использовать модели машинного обучения, чтобы предсказать, какие части вашего кода с большей вероятностью будут содержать дефекты. Интеллектуальное тестирование может еще больше повысить эффективность и точность тестирования и снизить затраты на тестирование. Качество продукта: раннее обнаружение дефектов, с помощью таких технологий, как онлайн -проверка и тестирование карточек для зондов, дефектные чипы могут быть найдены на ранних этапах процесса производства пластин, избегая их входа в последующий процесс упаковки и тестирования, тем самым улучшая качество продукции; Точное местоположение неисправности, с улучшением метода маркировки чипа неисправностей, чип разлома может быть расположен более точно, избегать неправильного суждения и еще больше улучшать качество продукта. Эти технологии и методы на этапе тестирования пластины не только обеспечивают качество и производительность чипов, но и вносят значительные экономические выгоды для производственной промышленности полупроводников за счет повышения эффективности производства и снижения испытательных затрат.