【解析新特性】300W单路输出工业电源>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » 基础知识 » 集成电路的制造

共4条 1/1 1 跳转至

集成电路的制造

专家
2020-04-28 08:24:14    评分


1

 

首先我们知道,光刻的大致流程是,一个晶圆(wafer)(通常直径为300mm)上涂一层光刻胶,然后光线经过一个已经刻有电路图案(pattern)的掩膜版(maskorreticle)照射到晶圆上,晶圆上的光刻胶部分感光(对应有图案的部分),接着做后续的溶解光刻胶、蚀刻晶圆等处理。然后再涂一层光刻胶,重复上述步骤几十次,以达到所需要求。

2

 

简化结构请看下图。掩膜版和晶圆各自安装在一个运动平台上(reticlestageandwaferstage)。光刻时,两者运动到规定的位置,光源打开。光线通过掩膜版后,经过透镜,该透镜能够将电路图案缩小至原来的四分之一,然后投射到晶圆上,使光刻胶部分感光。

 

图片3.png 

 

3

 

一块晶圆上有很多die,每一个die上都刻有相同的电路图案,即一块晶圆可以出产很多芯片。一个die典型的尺寸是26×32mm。

光刻机主要有两种,一种叫做stepper,即掩膜版和晶圆上的某一个die运动到位后,光源开、闭,完成一次光刻,然后晶圆运动使得下一个die到位,再进行一次光刻,依此类推。
而另一种光刻机叫做scanner,即光线被限制在一条缝的区域内,光刻时,掩膜版和晶圆同时运动,使光线以扫描的方式扫过一个die的区域,从而将电路图案刻在晶圆上(见下图(b))。
scanner比stepper的优势在于,可以提供更大的die的尺寸。其原因在于,对于一个固定尺寸的圆透镜,比如直径32mm的圆(指投射后的区域大小),其允许透过的光线的区域尺寸是受限的。
若采用stepper的step-and-expose方式进行光刻,一个die的区域必须能被包含在直径32mm的圆中,因此能获得的最大的die的尺寸为22×22mm;若采用scanner的step-and-scan方式,透镜能够提供的矩形区域长度可以到26mm(26×8mm)甚至更长,将光缝设置为这个尺寸,使用扫描的方式便可以获得26×Lmm的区域(L为扫描长度)。区域示意见下图(a)。同样的透镜在stepper下可以实现更大区域的意义在于,当你需要生产尺寸较大的芯片的时候,换一个更大的透镜的费用是昂贵的。

 

图片2.png 

 

4

 

Scanner的step-and-scan过程的示意图如下:

 

图片1.png 

 

5

 

为了使每层的电路相互之间不发生干涉,需要对上下平台进行精密运动控制。扫描时上下平台应处于匀速运动阶段。目前最小的层叠误差小于2nm(单个机器内)或3nm(不同机器间)。

6

 

光源的波长一般为365、248、193、157甚至13.5nm(EUV,ExtremeUltraviolet)。因为光刻过程受到衍射限制,光源波长越小,能够做出的芯片尺寸就越小。

7

 

在透镜和晶圆之间加入折射率大于1的液体(如水),可以减小光线波长,从而提高NA(数值孔径)和分辨率。这种光刻机叫浸润式(immersion)光刻机。

8

 

世界上做高端光刻机的厂家主要有ASML、Nikon和Canon。佳能大概已经不行了。Nikon每年开个会叫做LithoVision。

5

集成电路的封装形式

 

SOP小外形封装


SOP,也可以叫做SOL和DFP,是一种很常见的元器件形式。同时也是表面贴装型封装之一,引脚从封装两侧引出呈海鸥翼状(L字形)。封装材料分塑料和陶瓷两种。始于70年代末期。
SOP封装的应用范围很广,除了用于存储器LSI外,还输入输出端子不超过10-40的领域里,SOP都是普及最广泛的表面贴装封装。后来,为了适应生产的需要,也逐渐派生出SOJ、SSOP、TSSOP、SOIC等一些小外形封装。

PGA插针网格阵列封装


PGA芯片封装形式常见于微处理器的封装,一般是将集成电路(IC)包装在瓷片内,瓷片的底部是排列成方形的插针,这些插针就可以插入或焊接到电路板上对应的插座中,非常适合于需要频繁插波的应用场合。对于同样管脚的芯片,PGA封装通常要比过去常见的双列直插封装需用面积更小。
PGA封装具有插拨操作更方便,可靠性高及可适应更高的频率的特点,早期的奔腾芯片、InTel系列CPU中的80486和Pentium、PentiumPro均采用这种封装形式。

BGA球栅阵列封装

 

BGA封装是从插PGA插针网格阵列改良而来,是一种将某个表面以格状排列的方式覆满引脚的封装法,在运作时即可将电子讯号从集成电路上传导至其所在的印刷电路板。在BGA封装下,在封装底部处引脚是由锡球所取代,这些锡球可以手动或透过自动化机器配置,并透过助焊剂将它们定位。
BGA封装能提供比其他如双列直插封装或四侧引脚扁平封装所容纳更多的接脚,整个装置的地步表面可作为接脚使用,比起周围限定的封装类型还能具有更短的平均导线长度,以具备更加的高速效能。

DIP双列直插式封装

 

所谓DIP双列直插式封装,是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路IC均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。

 





关键词: 集成电路     制造     光刻    

专家
2020-04-28 09:45:13    评分
2楼

芯片行业,任重道远啊。

我觉得我自己都快离开这个行业了


助工
2020-04-30 23:52:22    评分
3楼

芯片产业要赶上别人真的很难


专家
2020-05-01 15:35:09    评分
4楼

芯片产业要赶上别人真的很难,对啊。


共4条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]