จากมุมมองของมืออาชีพ กระบวนการผลิตชิปมีความซับซ้อนและน่าเบื่อหน่ายอย่างมาก อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากห่วงโซ่อุตสาหกรรมทั้งหมดของ IC กระบวนการผลิตหลักๆ จะแบ่งออกเป็น 4 ส่วน ได้แก่ การออกแบบ IC → การผลิต IC → บรรจุภัณฑ์ → การทดสอบ
กระบวนการผลิตชิป:
1. การออกแบบชิป
ชิปเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาตรน้อยแต่มีความแม่นยำสูงมาก ในการผลิตชิป การออกแบบถือเป็นส่วนแรก การออกแบบต้องอาศัยความช่วยเหลือจากการออกแบบชิปที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลด้วยเครื่องมือ EDA และแกนประมวลผล IP บางส่วน
กระบวนการผลิตชิป:
1. การออกแบบชิป
ชิปเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีปริมาตรน้อยแต่มีความแม่นยำสูงมาก ในการผลิตชิป การออกแบบถือเป็นส่วนแรก การออกแบบต้องอาศัยความช่วยเหลือจากการออกแบบชิปที่จำเป็นสำหรับการประมวลผลด้วยเครื่องมือ EDA และแกนประมวลผล IP บางส่วน
3. การยกซิลิโคน
หลังจากแยกซิลิคอนออกแล้ว วัสดุที่เหลือจะถูกทิ้ง ซิลิคอนบริสุทธิ์หลังจากผ่านขั้นตอนต่างๆ มากมาย ก็ได้คุณภาพเทียบเท่ากับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ นี่คือสิ่งที่เรียกว่าซิลิคอนอิเล็กทรอนิกส์
4. แท่งหล่อซิลิกอน
หลังจากการทำให้บริสุทธิ์แล้ว ควรนำซิลิคอนไปหล่อเป็นแท่งซิลิคอน ซิลิคอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์หนึ่งผลึกหลังจากหล่อเป็นแท่งจะมีน้ำหนักประมาณ 100 กิโลกรัม และซิลิคอนมีความบริสุทธิ์ถึง 99.9999%
5. การประมวลผลไฟล์
หลังจากหล่อแท่งซิลิคอนแล้ว แท่งซิลิคอนทั้งหมดจะต้องถูกตัดออกเป็นชิ้นๆ ซึ่งก็คือแผ่นเวเฟอร์ที่เราเรียกกันทั่วไปว่าเวเฟอร์ ซึ่งมีความบางมาก จากนั้นจึงขัดเวเฟอร์จนสมบูรณ์แบบ และพื้นผิวจะเรียบเนียนเหมือนกระจก
เส้นผ่านศูนย์กลางของเวเฟอร์ซิลิคอนคือ 8 นิ้ว (200 มม.) และ 12 นิ้ว (300 มม.) ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น ต้นทุนของชิปตัวเดียวก็จะยิ่งต่ำลง แต่ความยากในการประมวลผลก็จะสูงขึ้น
5. การประมวลผลไฟล์
หลังจากหล่อแท่งซิลิคอนแล้ว แท่งซิลิคอนทั้งหมดจะต้องถูกตัดออกเป็นชิ้นๆ ซึ่งก็คือแผ่นเวเฟอร์ที่เราเรียกกันทั่วไปว่าเวเฟอร์ ซึ่งมีความบางมาก จากนั้นจึงขัดเวเฟอร์จนสมบูรณ์แบบ และพื้นผิวจะเรียบเนียนเหมือนกระจก
เส้นผ่านศูนย์กลางของเวเฟอร์ซิลิคอนคือ 8 นิ้ว (200 มม.) และ 12 นิ้ว (300 มม.) ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น ต้นทุนของชิปตัวเดียวก็จะยิ่งต่ำลง แต่ความยากในการประมวลผลก็จะสูงขึ้น
7. การฉายภาพและการฉีดไอออน
ขั้นแรก จำเป็นต้องกัดกร่อนซิลิคอนออกไซด์และซิลิคอนไนไตรด์ที่อยู่ภายนอกโฟโตเรซิสต์ แล้วตกตะกอนชั้นซิลิคอนเพื่อเป็นฉนวนระหว่างหลอดผลึก จากนั้นใช้เทคโนโลยีกัดกร่อนเพื่อเผยให้เห็นซิลิคอนด้านล่าง จากนั้นจึงฉีดโบรอนหรือฟอสฟอรัสเข้าไปในโครงสร้างซิลิคอน จากนั้นเติมทองแดงเพื่อเชื่อมต่อกับทรานซิสเตอร์ตัวอื่นๆ แล้วทากาวอีกชั้นหนึ่งเพื่อสร้างชั้นโครงสร้าง โดยทั่วไป ชิปจะประกอบด้วยหลายสิบชั้น คล้ายกับทางหลวงที่พันกันอย่างหนาแน่น
7. การฉายภาพและการฉีดไอออน
ขั้นแรก จำเป็นต้องกัดกร่อนซิลิคอนออกไซด์และซิลิคอนไนไตรด์ที่อยู่ภายนอกโฟโตเรซิสต์ แล้วตกตะกอนชั้นซิลิคอนเพื่อเป็นฉนวนระหว่างหลอดผลึก จากนั้นใช้เทคโนโลยีกัดกร่อนเพื่อเผยให้เห็นซิลิคอนด้านล่าง จากนั้นจึงฉีดโบรอนหรือฟอสฟอรัสเข้าไปในโครงสร้างซิลิคอน จากนั้นเติมทองแดงเพื่อเชื่อมต่อกับทรานซิสเตอร์ตัวอื่นๆ แล้วทากาวอีกชั้นหนึ่งเพื่อสร้างชั้นโครงสร้าง โดยทั่วไป ชิปจะประกอบด้วยหลายสิบชั้น คล้ายกับทางหลวงที่พันกันอย่างหนาแน่น
เวลาโพสต์: 8 ก.ค. 2566
