國產劃片機 2023-04-10
芯片劃片工藝的生產流程,輔和研究發現精密劃片機的重要性:材料制備、晶體生長和晶圓制備、晶圓制造和分選、晶圓制造和分選、封裝、終測。
在第一個階段,材料制備是半導體材料的開采并根據半導體標準進行提純硅以沙子為原料,通過轉化可成為具有多晶硅結構的純凈硅;在第二個階段,材料首先形成帶有特殊電子和結構參數的晶體。之后,在晶體生長和晶圓制備工藝中,晶體被切割成稱為晶圓(wafer)的薄片,并進行表面處理,另外半導體工業也用鍺和不同半導體材料的混合物來制作器件與電路;第三個階段是晶圓制造, 在每個晶圓上通常可形成200~300個同樣的器件,也可多至幾千個。在晶圓上由分立器件或集成電占據的區域稱為芯片。晶圓制造也可稱為制造、Fab芯片制造或是微芯片制造。晶圓的制造有幾千個步驟,它們可分為兩個主要部分:前端工藝線(FEOL),是晶體管和其他器件在晶圓表上形成的;后端工藝線(BEOL),是以金屬線把器件連在一起并加一層最終保護層。
遵循晶圓制造過程,晶圓上的芯片已經完成,但是仍舊保持晶圓形式并未經測試。下一步每個芯片都需要進行電測(稱為晶圓電測)來檢測是否符合客戶的要求。晶圓電測是晶制造的最后一步或者封裝(packaging)的第一步。
制造芯片的光刻機,其精度決定了芯片性能的上限。我們國家在“十二五”科技成就展覽上,中國生產的最好的光刻機,加工精度是90納米。這相當于2004年上市的奔騰四CPU的水準。而國外已經做到了十幾納米。
光刻機里有兩個同步運動的工件臺,一個載底片,一個載膠片。兩者需始終同步,誤差在2納米以下。兩個工作臺由靜到動,加速度跟導彈發射差不多。在工作時,相當于兩架大飛機從起飛到降落,始終齊頭并進一架飛機上伸出一把刀,在另一架飛機的米粒上刻字,不能刻壞了。
在封裝區域內來自外界環境的最致命危害是靜電。在晶圓生產的凈化間內,對靜電的控制主要是防止顆粒物被吸附到晶圓的表面。