अर्धचालक उद्योग में लिथोग्राफी प्रौद्योगिकी की महत्वपूर्ण स्थिति (2)

● अर्धचालक चिप उत्पादन प्रक्रिया का विश्लेषण

चिप की उत्पादन प्रक्रिया को समझने के लिए, हमें यह जानना होगा कि चिप कैसे बनाई जाती है।आइए हम चिप की उत्पादन प्रक्रिया को कई चरणों में सीखते हैं।

1. सिलिकॉन शुद्धि

चिप्स और अन्य चिप्स के उत्पादन के लिए सामग्री अर्धचालक है। इस स्तर पर, मुख्य सामग्री सिलिकॉन है, जो एक गैर-धातु तत्व है। एक रासायनिक दृष्टिकोण से, यह तत्वों के आवर्त सारणी में धातु तत्व क्षेत्र और गैर-धातु तत्व क्षेत्र के जंक्शन पर स्थित है। क्योंकि इसमें एक अर्धचालक का गुण है, यह विभिन्न छोटे ट्रांजिस्टर के निर्माण के लिए उपयुक्त है, और वर्तमान में आधुनिक बड़े पैमाने पर एकीकृत सर्किट के निर्माण के लिए सबसे उपयुक्त सामग्रियों में से एक है।

सिलिकॉन शुद्धिकरण की प्रक्रिया में, कच्चे माल सिलिकॉन पिघल जाएगा और एक विशाल क्वार्ट्ज भट्ठी में डाल दिया जाएगा।इस समय, एक बीज क्रिस्टल को भट्ठी में डाल दिया जाता है ताकि सिलिकॉन क्रिस्टल बीज क्रिस्टल के चारों ओर बढ़ें जब तक कि लगभग पूर्ण एकल क्रिस्टल सिलिकॉन न बन जाए।अतीत में, सिलिकॉन सिल्लियों का व्यास ज्यादातर 200 मिमी था, और चिप निर्माता 300 मिमी वेफर्स का उत्पादन बढ़ा रहे हैं।

मोनोक्रिस्टलाइन सिलिकॉन इंगोट

2. वेफर काटना

सिलिकॉन इनगॉट बनाया गया है और एक परिपूर्ण सिलेंडर के आकार का है, जिसे बाद में स्लाइस में काट दिया जाएगा, जिसे वेफर्स कहा जाता है।वाफ़र्स का उपयोग वास्तव में चिप निर्माण के लिए किया जाता है।तथाकथित जीजी उद्धरण; कट वेफर जीजी उद्धरण; एक सिलिकॉन क्रिस्टल रॉड से पूर्वनिर्धारित विनिर्देशन के साथ सिलिकॉन वेफर के एक टुकड़े को काटने के लिए एक मशीन का उपयोग करना है, और इसे कई छोटे क्षेत्रों में विभाजित करना है, जिनमें से प्रत्येक एक चिप (डाई) का मूल बन जाएगा।आम तौर पर बोलते हुए, वफ़र जितना पतला होता है, उतने ही तैयार चिप्स को सिलिकॉन सामग्री की समान मात्रा के साथ निर्मित किया जा सकता है।

ओरियन सिंगल वेफर क्लीनिंग सिस्टम

3. फोटोलिथोग्राफी

गर्मी उपचार द्वारा प्राप्त सिलिकॉन ऑक्साइड परत पर एक फोटोस्टेरिस्ट सामग्री लेपित होती है। पराबैंगनी प्रकाश चिप के जटिल सर्किट संरचना पैटर्न के साथ मुद्रित टेम्पलेट के माध्यम से सिलिकॉन सब्सट्रेट को विकिरणित करता है, और फोटोवोल्टिक सामग्री को पराबैंगनी प्रकाश द्वारा विकिरणित स्थान में भंग कर दिया जाता है।उन क्षेत्रों को रोकने के लिए जिन्हें प्रकाश के हस्तक्षेप के संपर्क में आने की आवश्यकता नहीं है, इन क्षेत्रों को कवर करने के लिए मास्क बनाए जाने चाहिए।यह एक बहुत जटिल प्रक्रिया है, और प्रत्येक मुखौटा की जटिलता को दर्जनों गीगाबाइट डेटा द्वारा वर्णित किया जाना है।

4. नक़्क़ाशी

यह चिप उत्पादन प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण ऑपरेशन है, और यह चिप उद्योग में एक महत्वपूर्ण तकनीक भी है।नक़्क़ाशी तकनीक प्रकाश के अनुप्रयोग को सीमा तक धकेल देती है।नक़्क़ाशी एक छोटी तरंग दैर्ध्य और एक बड़े के साथ पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग करता हैलेंस.लघु-तरंग दैर्ध्य प्रकाश इसे उजागर करने के लिए फोटोरेसिस्ट फिल्म पर इन क्वार्ट्ज मास्क के छेद के माध्यम से चमकता है।अगला, प्रकाश को बंद करें और मास्क को हटा दें, और एक विशिष्ट रासायनिक समाधान का उपयोग करके उजागर फोटोरेसिस्ट फिल्म और प्रतिरोध फिल्म के बगल में सिलिकॉन की एक परत को साफ करें।

की फोटोलिथोग्राफी क्षेत्रएएमडीजर्मनी के ड्रेसडेन में ग्लोबलफ़ाउंड्रीज़ प्लांट (ड्राइव हाउस की तस्वीर)

फिर, उजागर सिलिकॉन को परमाणुओं द्वारा बमबारी किया जाएगा, ताकि उजागर सिलिकॉन सब्सट्रेट आंशिक रूप से डोप हो जाए, जिससे इन क्षेत्रों की प्रवाहकीय स्थिति को बदलकर एन-वेल या पी-अच्छी तरह से बनाया जा सके। ऊपर निर्मित सब्सट्रेट के साथ संयुक्त, चिप का गेट सर्किट पूरा हो गया है। यूपी।

5. डुप्लीकेशन, लेयरिंग

सर्किट की एक नई परत को संसाधित करने के लिए, सिलिकॉन ऑक्साइड को फिर से उगाया जाता है, और फिर पॉलीसिलिकॉन की एक परत जमा की जाती है, फोटोरेसिस्ट सामग्री को लागू किया जाता है, और पॉलीसिलिकॉन और सिलिकॉन ऑक्साइड की एक खाई संरचना प्राप्त करने के लिए फोटोकॉपी और नक़्क़ाशी की प्रक्रिया को दोहराया जाता है।3 डी संरचना बनाने के लिए इसे कई बार दोहराएं, जो अंतिम चिप का मूल है।कंडक्टर के रूप में धातु के साथ हर कुछ परतों के बीच में भरें।परतों की संख्या को डिजाइन के दौरान ट्रांजिस्टर लेआउट और चिप के ट्रांजिस्टर पैमाने द्वारा निर्धारित किया जाता है, साथ ही वर्तमान की मात्रा भी पारित की जाती है।

6. पैकेज

इस समय, चिप वेफर का एक टुकड़ा है, इसका उपयोग उपयोगकर्ता द्वारा सीधे नहीं किया जा सकता है, इसे सिरेमिक या प्लास्टिक पैकेज में संलग्न किया जाना चाहिए, ताकि इसे आसानी से सर्किट बोर्ड पर लगाया जा सके।पैकेज संरचना अलग है, लेकिन चिप पैकेज जितना उन्नत है, उतना ही जटिल है। नया पैकेज अक्सर चिप के विद्युत प्रदर्शन और स्थिरता में सुधार कर सकता है, और अप्रत्यक्ष रूप से मुख्य आवृत्ति के सुधार के लिए एक ठोस और विश्वसनीय आधार प्रदान करता है।

7, कई परीक्षण

परीक्षण चिप विनिर्माण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है और एक चिप कारखाने को छोड़ने से पहले एक आवश्यक परीक्षण है।इस चरण में वेफर के इलेक्ट्रिकल प्रदर्शन का परीक्षण किया जाएगा कि क्या कोई त्रुटि है और किस चरण में ये त्रुटियां होती हैं (यदि संभव हो)।अगला, वेफर पर प्रत्येक चिप कोर का अलग से परीक्षण किया जाएगा।

चिप परीक्षण के बाद परीक्षण पारित कर रहा है

SRAM की जटिल संरचना और उच्च घनत्व (स्थिर यादृच्छिक अभिगम स्मृति, चिप में कैश की मूल संरचना) के कारण, कैश चिप का एक समस्या-ग्रस्त हिस्सा है, और कैश का परीक्षण भी एक महत्वपूर्ण हिस्सा है चिप परीक्षण की।

प्रत्येक चिप को उसके सभी कार्यों को सत्यापित करने के लिए पूरी तरह से परीक्षण किया जाएगा।कुछ चिप्स उच्च आवृत्ति पर चल सकते हैं, इसलिए उन्हें उच्च आवृत्ति के साथ चिह्नित किया जाता है; और कुछ चिप्स विभिन्न कारणों से कम आवृत्ति के साथ चिह्नित हैं।अंत में, व्यक्तिगत चिप्स में कुछ कार्यात्मक दोष हो सकते हैं। यदि समस्या कैश में है, तो निर्माता अभी भी अपने कुछ कैश को ब्लॉक कर सकता है, जिसका अर्थ है कि चिप अभी भी बेची जा सकती है, लेकिन यह सेलेरॉन जैसे कम-अंत वाला उत्पाद हो सकता है। ।

चिप को पैकेजिंग बॉक्स में डालने से पहले, अंतिम परीक्षण आमतौर पर यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है कि पिछला काम सही है।पहले से निर्धारित अधिकतम ऑपरेटिंग आवृत्ति और विभिन्न कैश के अनुसार, उन्हें अलग-अलग पैकेज में रखा जाता है और पूरी दुनिया में बेचा जाता है।