La photolithogravure

Le nombre d’étapes de la fabrication des circuits intégrés a crû considérablement depuis 20 ans. Il peut atteindre plusieurs dizaines pour certaines productions spécialisées. Toutefois, on retrouve à peu près toujours la même série d’étapes :

* Préparation de la couche : on expose le wafer à du dioxygène pur après chauffage pour fabriquer une couche d’oxyde (isolant) en surface, ensuite le wafer est recouvert d’un vernis photosensible.
* Transfert : on transfère le dessin du circuit à reproduire sur la surface photosensible à l’aide d’un masque, comme pour la peinture au pochoir, en l’exposant aux ultraviolets, (ou aux rayons X, pour les gravures les plus fines). Le vernis non soumis aux rayonnements est dissout grâce à un solvant spécifique.

# Gravure : l’oxyde de silicium est donc protégé par le vernis aux endroits exposés aux ultraviolets. Un agent corrosif va creuser la couche d’oxyde aux endroits non protégés.
# Dopage : on dissout ensuite le vernis exposé avec un autre solvant, et des ions métalliques, appelés dopants, sont introduits dans le silicium exposé là où l’oxyde a été creusé, afin de le rendre conducteur.
# Couche suivante : l’opération est renouvelée pour créer les couches successives du circuit intégré ou du microprocesseur (jusqu’à 20).
# On détermine la qualité de la gravure selon le plus petit motif qu’il est possible de graver, en l’occurrence la largeur de la grille du transistor MOS.

* En 2004, les gravures les plus fines en production sont de 0,13 µm (ou 130 nm) et 90 nm.
* En 2006, les gravures les plus fines en production sont de 60 nm et 30 nm.

* On dépose une pellicule métallique aux endroits où le circuit devra être en contact avec les broches de sortie.
* Les circuits intégrés sont testés directement sur le wafer. Les puces défectueuses sont marquées. Il s’agit de l’EWS
* Le wafer est finalement découpé au diamant ou via un procédé de découpe laser pour obtenir des die.
* Les puces ainsi obtenues sont insérées dans un boîtier individuel de protection et reliées aux broches qui vont leur permettre de communiquer avec l’extérieur.
* Des tests de validation sévères et individuels sont alors entrepris pour qualifier les microprocesseurs, en fréquence et en température.

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