芯片制造工藝
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-01-12
芯片制造工藝的視頻教程
#SIMULIA增材制造工藝的逼真仿真使公司能夠優(yōu)化增材制造的零件設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)
1、提高為增材制造設(shè)計(jì)的零件的尺寸精度 2、最大限度地減少打印時(shí)間和材料用量 3、消除不必要且昂貴的物理測試打印 4、在設(shè)計(jì)、仿真和制造之間實(shí)現(xiàn)無縫集成，以縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間
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汽車制造工藝中的連接仿真
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芯片制造工藝的實(shí)例教程
晶圓面型參數(shù)厚度、TTV、BOW、Warp、表面粗糙度、膜厚、等是芯片制造工藝必須考慮的幾何形貌參數(shù)。其中TTV、BOW、Warp三個(gè)參數(shù)反映了半導(dǎo)體晶圓的平面度和厚度均勻性，對于芯片制造過程中的多個(gè)關(guān)鍵工藝質(zhì)量有直接影響。
TTV、BOW、WARP對晶圓制造工藝的影響
1.對化學(xué)機(jī)械拋光工藝的影響：拋光不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致CMP過程中的不均勻拋光，從而造成表面粗糙和殘留應(yīng)力。
2.對薄膜沉積工藝的影響：凸凹不平的晶圓在沉積過程中會(huì)導(dǎo)致沉積薄膜厚度的不均勻，影響隨后的光刻和蝕刻過程中創(chuàng)建電路圖案的精度。
3.對光刻工藝的影響：影響聚焦；不平整的晶圓，在光刻過程中，會(huì)導(dǎo)致光刻焦點(diǎn)深度變化，從而影響光刻圖案的質(zhì)量。
4.對晶圓裝載工藝的影響：在自動(dòng)裝載過程中，凸凹的晶圓容易損壞。如碳化硅襯底加工過程中，一般還會(huì)在切割工藝時(shí)留有余量，以便在后續(xù)研磨拋光過程中減小TTV、BOW、Warp的數(shù)值。
TTV、BOW、Warp的區(qū)別
TTV描述晶圓的厚度變化，不量測晶圓的彎曲或翹曲；BOW度量晶圓彎曲程度，主要度量考慮中心點(diǎn)與邊緣的彎曲；Warp更全面，度量整個(gè)晶圓表面的彎曲和翹曲。盡管這三個(gè)參數(shù)都與晶圓的幾何特性有關(guān)，但量測的關(guān)注點(diǎn)各有不同，對半導(dǎo)體制程和晶圓處理的影響也有所區(qū)別。
WD4000系列晶圓幾何量測系統(tǒng)功能及應(yīng)用方向
WD4000晶圓幾何量測系統(tǒng)可自動(dòng)測量Wafer厚度、彎曲度、翹曲度、粗糙度、膜厚 、外延厚度等參數(shù)。該系統(tǒng)可用于測量不同大小、不同材料、不同厚度晶圓的幾何參數(shù);晶圓材質(zhì)如碳化硅、藍(lán)寶石、氮化鎵、硅、玻璃片等。
展開 摩爾定律使光刻技術(shù)成為王者
在芯片技術(shù)的三個(gè)發(fā)展階段中，光刻技術(shù)的原理是簡單明了的，始終保持不變，變化的是光刻線條更細(xì)，光刻精度更高。人們對芯片更小、更快和更好的需求，是推動(dòng)光刻技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的唯一動(dòng)力，而發(fā)展規(guī)律則是摩爾定律。
摩爾定律預(yù)示著每兩年不到的時(shí)間里，芯片集成度就要翻倍，在保證芯片面積不變的情況下，制造工藝的特征線寬就要減半或縮小。必然要求光刻精度不到兩年時(shí)間要提高一倍，對光刻技術(shù)和設(shè)備都提出了嚴(yán)苛的要求。
圖9.芯片制造工藝節(jié)點(diǎn)圖譜(資料來源：m.sohu.com)
從圖9芯片制造工藝節(jié)點(diǎn)圖譜，大致可以看到光刻機(jī)及光刻技術(shù)逐年進(jìn)步的影子，也可以感受到正是摩爾定律把光刻技術(shù)一步一步推到越來越重要的地位。進(jìn)入14nm工藝節(jié)點(diǎn)以后，光刻機(jī)技術(shù)難度陡然上升，ASML EUV光刻機(jī)的售價(jià)達(dá)到1.2億美元，光刻機(jī)設(shè)備成本占到所有制造設(shè)備成本的35%，光刻工序占到所有制造工時(shí)的40%左右。光刻技術(shù)成為芯片制造中真正的王者，因而成為芯片制造中最容易被“卡脖子”的技術(shù)。
結(jié)語：芯片產(chǎn)業(yè)沿著摩爾定律的規(guī)律一路走來，制造工藝特征線寬跨越當(dāng)前的7nm、5nm、3nm的節(jié)點(diǎn)后，光刻技術(shù)將面臨著物理極限的挑戰(zhàn)，光刻技術(shù)成為了芯片產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)王者。由于光刻技術(shù)和設(shè)備主要被外國公司壟斷，光刻成為我國芯片產(chǎn)業(yè)的卡脖子技術(shù)。如何解決這個(gè)卡脖子問題，需要國家大力扶持和科技人員的艱苦努力。同時(shí)，還必不可少地需要較長時(shí)間的技術(shù)積累。
展開 芯片是由一系列有源和無源電路元件堆疊而成的3D結(jié)構(gòu)，薄膜沉積是芯片前道制造的核心工藝之一。從芯片截取橫截面來看，芯片是由一層層納米級元件堆疊而成，所有有源電路元件（例如晶體管、存儲單元等）集中在芯片底部，另外的部分由上層的鋁/銅互連形成的金屬層及各層金屬之間的絕緣介質(zhì)層組成。芯片前道制造工藝包括氧化擴(kuò)散、薄膜沉積、涂膠顯影、光刻、離子注入、刻蝕、清洗、檢測等，薄膜沉積是其中的核心工藝之一，作用是在晶圓表面通過物理/化學(xué)方法交替堆疊SiO2、SiN等絕緣介質(zhì)薄膜和Al、Cu等金屬導(dǎo)電膜等，在這些薄膜上可以進(jìn)行掩膜版圖形轉(zhuǎn)移（光刻）、刻蝕等工藝，最終形成各層電路結(jié)構(gòu)。由于制造工藝中需要薄膜沉積技術(shù)在晶圓上重復(fù)堆疊薄膜，因此薄膜沉積技術(shù)可視為前道制造中的“加法工藝”。
薄膜沉積是決定薄膜性能的關(guān)鍵，相關(guān)工藝和設(shè)備壁壘很高。芯片制造的關(guān)鍵在于將電路圖形轉(zhuǎn)移到薄膜上這一過程，薄膜的性能除了與沉積材料有關(guān)，最主要受到薄膜沉積工藝的影響。薄膜沉積工藝/設(shè)備壁壘很高，主要來自：第一，芯片由不同模塊工藝集成，薄膜沉積是大多數(shù)模塊工藝的關(guān)鍵步驟，薄膜本身在不同模塊/器件中的性能要求繁多且差異化明顯；第二，薄膜沉積工藝需要滿足不同薄膜性能要求，新材料出現(xiàn)或器件結(jié)構(gòu)的改變要求不斷研發(fā)新的工藝或設(shè)備；第三，更嚴(yán)格的熱預(yù)算要求更低溫的生長工藝，薄膜性能不斷提升要求設(shè)備具備更好集成度，另外，沉積過程還要考慮沉積速率、環(huán)境污染等指標(biāo)。下面幾節(jié)，我們從薄膜種類與應(yīng)用、芯片制造模塊工藝、性能指標(biāo)等角度來闡釋薄膜沉積行業(yè)的高壁壘。
展開 據(jù)國外媒體MarketWatch報(bào)道，芯片制造業(yè)似乎正在發(fā)生重大變化，AMD好像成為和對手英特爾競爭的贏家。
在這兩家芯片制造商本周公布季度財(cái)報(bào)之后，分析師表示，英特爾陷入產(chǎn)品延遲和管理上的不確定性，AMD在與英特爾的競爭中正在迅速獲得優(yōu)勢。這可能預(yù)示著兩家公司之間的競爭將發(fā)生重大變化，長期以來，這一競爭一直被視為一名強(qiáng)者面對一個(gè)勇敢但通常是倒霉的挑戰(zhàn)者的衛(wèi)冕戰(zhàn)。
英特爾于美國當(dāng)?shù)貢r(shí)間周四晚些時(shí)候發(fā)布了季度財(cái)報(bào)之后，該公司第二天股價(jià)大跌8.6%，報(bào)收于47.68美元，創(chuàng)下該股自2月底以來的最低收盤價(jià)，也創(chuàng)下該股自2016年1月15日以來單日最大跌幅。據(jù)道瓊斯數(shù)據(jù)顯示，2016年1月15日，英特爾股價(jià)下跌9.1%。
從這次公布的季度財(cái)報(bào)來看成，盡管季度業(yè)績高于華爾街預(yù)期，英特爾也上調(diào)了業(yè)績預(yù)期，但其數(shù)據(jù)中心營收增長沒有達(dá)到分析師的平均預(yù)期，并且英特爾似乎推遲了新產(chǎn)品的推出時(shí)間。
另一方面，AMD股價(jià)當(dāng)?shù)貢r(shí)間周五上漲了3.2%，報(bào)收于18.94美元，創(chuàng)下該股自2007年1月以來的最高價(jià)位。當(dāng)?shù)貢r(shí)間周三晚些時(shí)候，該公司公布了7年來最好的季度業(yè)績報(bào)告。AMD股價(jià)本周上漲近15%，而形成鮮明對比的是，英特爾股價(jià)本周下跌8.2%。
一年來，英特爾股價(jià)上漲了3.3%，而AMD股價(jià)上漲逾84%。AMD這一表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于大盤指數(shù)，因?yàn)樵谕?，道瓊斯工業(yè)平均指數(shù)上漲了3%，標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)上漲了5.4%，云集科技股的納斯達(dá)克綜合指數(shù)上漲了12.1%，費(fèi)城半導(dǎo)體指數(shù)上漲了9.5%。
這兩家公司股價(jià)變動(dòng)最大的催化劑之一是，越來越多的人認(rèn)為，AMD的7納米芯片制造工藝目前正處于與英特爾10納米工藝相當(dāng)?shù)乃?，甚至?yōu)于英特爾的10納米工藝。
“7納米”和“10納米”是指芯片制造商能夠在計(jì)算機(jī)芯片上制造出運(yùn)行的晶體管的大小。
展開 近幾年來，國內(nèi)外企業(yè)都在大陸瘋狂建設(shè)晶圓廠（晶圓是制造半導(dǎo)體芯片的基本材料，半導(dǎo)體集成電路最主要的原料是硅，因此對應(yīng)的就是硅晶圓。還記得紅極一時(shí)的美國硅谷么？），納米技術(shù)也是一路升級更新。去年9月份，全球頂尖的晶圓代工廠臺積電宣布計(jì)劃在臺灣建設(shè)3納米制程廠，雖然有人說5納米/3納米將會(huì)面臨很多技術(shù)難題，可是解決了難題之后技術(shù)才會(huì)成長。
那么制造工藝到底是什么呢？芯片的制造工藝常常用90nm、65nm、40nm、28nm、22nm、14nm來表示。現(xiàn)在的CPU內(nèi)集成了以億為單位的晶體管，這種晶體管由源極、漏極和位于他們之間的柵極所組成，電流從源極流入漏極，柵極則起到控制電流通斷的作用。
而所謂的多少nm其實(shí)指的是，CPU的上形成的互補(bǔ)氧化物金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管柵極的寬度，也被稱為柵長。
柵長越短，則可以在相同尺寸的硅片上集成更多的晶體管——Intel曾經(jīng)宣稱將柵長從130nm減小到90nm時(shí)，晶體管所占得面積將減小一半；在芯片晶體管集成度相當(dāng)?shù)那闆r下，使用更先進(jìn)的制造工藝，芯片的面積和功耗就越小，成本也越低。
柵長可以分為光刻柵長和實(shí)際柵長，光刻柵長則是由光刻技術(shù)所決定的。由于在光刻中光存在衍射現(xiàn)象以及芯片制造中還要經(jīng)歷離子注入、蝕刻、等離子沖洗、熱處理等步驟，因此會(huì)導(dǎo)致光刻柵長和實(shí)際柵長不一致的情況。
另外，同樣的制程工藝下，實(shí)際柵長也會(huì)不一樣，比如雖然臺積電跟三星也推出了10nm制程工藝的芯片，但其芯片的實(shí)際柵長和Intel的10nm制程芯片的實(shí)際柵長依然有一定差距。并且差距還是不小的
歸根結(jié)底，未來會(huì)出現(xiàn)幾納米的制造工藝尚不確定，但是科技在發(fā)展，人類在進(jìn)步是有目共睹的。
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本文原刊登于Ansys.com：《How Simulation Boosts Efficiency in EV Battery Manufacturing》
作者：Laura Carter | Ansys 高級市場傳播經(jīng)理
編輯整理：陳桂杰 | Ansys主任應(yīng)用工程師
Ansys助力解決固態(tài)電池解決方案的迫切需求
電池工藝商面臨的一項(xiàng)持續(xù)挑戰(zhàn)是尋求更安全、更高效的鋰離子電池替代品
背景介紹
隨著光芯片制造工藝中套刻技術(shù)的發(fā)展和三維波導(dǎo)制造工藝的不斷完善，多層波導(dǎo)的制造工藝需求逐步被滿足，目前越來越多的研究聚焦于高折射率、小截面尺寸的波導(dǎo)。其中 在光通信波段具有透明窗口和低溫度敏感性，且工藝與CMOS高度兼容，其在硅光體系中得到了廣泛的應(yīng)用。
引言
隨著增材制造技術(shù)的不斷成熟，增材制造工藝在電子行業(yè)的滲透率不斷增加，其在電子行業(yè)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在消費(fèi)電子、柔性電子、先進(jìn)封裝等領(lǐng)域，通過高精度增材制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件的快速制造。
電子產(chǎn)品中的金屬結(jié)構(gòu)件在3D打印過程中會(huì)遇到打印變形超差、開裂等問題，尤其在首次打印結(jié)構(gòu)件時(shí)，沒有過往經(jīng)驗(yàn)可借鑒，只能通過不斷試錯(cuò)來尋找解決方案。
對于前期工藝開發(fā)，借助增材仿真專業(yè)軟件
在電子制造領(lǐng)域，灌封、點(diǎn)膠、底部填充等工藝是保障電子元件性能與壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)工藝常面臨材料用量難把控、空氣滯留影響質(zhì)量、溫度適應(yīng)性差等難題。如今，Altair Inspire? PolyFoam 帶來了一系列新功能，全方位破解行業(yè)痛點(diǎn)，為電子制造注入新活力。
灌封工藝新升級，防護(hù)更全面、仿真更精準(zhǔn)
灌封工藝作為電子元件的“防護(hù)盾”，能將電子元件封裝在可固化的保護(hù)性液體中
<p><br></p><p>在電子制造領(lǐng)域，灌封、點(diǎn)膠、底部填充等工藝是保障電子元件性能與壽命的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，傳統(tǒng)工藝常面臨材料用量難把控、空氣滯留影響質(zhì)量、溫度適應(yīng)性差等難題。如今，Altair Inspire? PolyFoam 帶來了一系列新功能，全方位破解行業(yè)痛點(diǎn)，為電子制造注入新活力。</p><p><br></p><p><strong>灌封工藝新升級，防護(hù)更全面、仿真更精準(zhǔn)</strong
引言
在CNC機(jī)加工行業(yè)的激烈競爭中，實(shí)現(xiàn)完美的鋁材切割效果需要掌握先進(jìn)技術(shù)、材料科學(xué)知識以及可靠的金屬切割服務(wù)。作為精密制造領(lǐng)域的值得信賴的供應(yīng)商，深圳一鑫精密通過尖端技術(shù)與行業(yè)洞察結(jié)合，為鋁板及復(fù)雜金屬零部件提供定制化解決方案。本指南將深入解析鋁板切割最佳方法、評估金屬切割材料，并揭示如何通過與認(rèn)證專家合作實(shí)現(xiàn)效率與質(zhì)量的雙重提升。
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