PISIT' S THAI NATURAL LANGUAGE PROCESSING LABORATORY
This lab is formed since August 26, 1998
e-mail: pisitp@yahoo.com
For C7 members, please check this C7 address list.
KEYWORDS
Thai Natural Language Processing Lab., words
segmentation, dictionaries, algorithms, Thai text-to-speech.
กระบวนการผลิตไมโครชิพ
พิสิทธิ์ พรมจันทร์
บริษัท เทเลคอมเอเซีย คอร์ปอเรชั่น จำกัด (มหาชน)
กล่าวนำ
โลกยุคอิเล็คทรอนิคส์ในปัจจุบันทำให้ไมโครชิพมีผลกระทบกับชีวิตความเป็นอยู่ของ
มนุษย์เราในแต่ละวันเป็นอันมากอาจกล่าวได้ว่ามนุษย์เรา บริโภค อิเล็คทรอนิคส์ทั้งทางตรง
และทางอ้อมด้วยมูลค่าที่สูงกว่าบริโภคอาหารธรรมดา ๆ เสียด้วยซ้ำ ตัวเลขการส่งออกอุปกรณ์
ไฟฟ้าและอิเล็คทรอนิคส์ที่สูงมากคือเครื่องยืนยันสิ่งนี้ นอกจากนี้การเจริญเติบโตของเทคโนโลยี
สารสนเทศ และพาณิชย์อิเล็คทรอนิคส์ก็คือตัวแปรสำคัญที่ทำให้อุตสาหกรรมไมโครอิเล็คทรอ
นิคส์เจริญเติบโตอย่างรวดเร็วตามไปด้วย การที่ไทยจะเป็นประเทศหนึ่งที่ทำอุตสาหกรรมนี้ได้
ถือเป็นสิ่งที่พิสูจน์ความสามารถที่สำคัญอันหนึ่งของประวัติศาสตร์ชาติไทย บทความนี้นำเสนอ
ความรู้พื้นฐานของกระบวนการผลิตไมโครชิพรวมไปถึงวัสดุและองค์ประกอบต่าง ๆ ที่ใช้ใน
กระบวนการผลิตนี้
วัสดุและองค์ประกอบ
วัสดุแรกที่สำคัญที่สุดคือแผ่นซิลิกอนบาง ๆ (silicon wafers) หรือแผ่นเวเฟอร์ซึ่งตัด
ออกจากแท่งผลึกซิลิกอนบริสุทธิโดยใช้เลื่อยเพชร เราสามารถหาซิลิกอนได้ทั่วไปจากกรวด
ทรายชายหาดแต่ต้องนำไปผ่านกระบวนการหลอมละลายโดยใช้ขดลวดความถี่สูงที่อุณหภูมิ
ประมาณ 1000 องศาเซลเซียส ทำให้บริสุทธิและปลูกเป็นแท่งผลึกทรงกระบอกเพื่อมีคุณ
สมบัติที่สามารถใช้งานได้ต่อไป องค์ประกอบต่อมาคือสารเคมีและแกสประเภทต่าง ๆ เช่น
โบรอนเป็นต้นใช้ในการควบคุมคุณลักษณะทางไฟฟ้าของบริเวณที่ต้องการบนแผ่นเวเฟอร์ วัสดุ
ต่อไปคือโลหะเช่นอลูมิเนียมหรือทองแดงใช้เป็นตัวนำไฟฟ้าภายในไมโครชิพ สำหรับการเชื่อม
ต่อขาออกสู่ตัวถังภายนอกจะใช้ทองคำ องค์ประกอบถัดมาคือแสงอุลตร้าไวโอเล็ตหรือยูวีซึ่งมี
ความยาวคลื่นที่สั้นมาก ใช้แสงยูวีดังกล่าวนี้ในการพิมพ์ลายที่มีความละเอียดสูงลงบนแผ่นเว
เฟอร์ การพิมพ์ลายนี้ใช้เทคโนโลยีทำนองเดียวกับการถ่ายภาพ องค์ประกอบสำคัญอีกอันหนึ่ง
คือแบบพิมพ์ (mask) ใช้ร่วมกับแสงยูวีเพื่อพิมพ์ลายวงจรชั้นต่าง ๆ ลงบนแผ่นเวเฟอร์ ลาย
พิมพ์จะถูกสังเคราะห์ออกแบบเอาไว้โดยใช้ระบบคอมพิวเตอร์ช่วยการออกแบบ หรือที่เรียกว่า
แคด (CAD: Computer Aided Design) ทั้งหมดนี้คือวัสดุและองค์ประกอบหลักที่ใช้ในกระบวน
การผลิตไมโครชิพ นอกจากนี้ยังมีองค์ประกอบย่อยอื่นอีกจำนวนหนึ่ง
กระบวนการผลิต
กระบวนการผลิตไมโครชิพเป็นกระบวนการที่ต้องการความสะอาดเป็นอย่างที่สุด ห้อง
ผลิต รวมไปถึงเครื่องแต่งตัวของเจ้าหน้าที่เทคนิคจะถูกออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อควบคุมความ
สะอาด แผ่นเวเฟอร์จะผ่านเครื่องล้างและทำให้แห้งด้วยการเหวี่ยง ลมหายใจเบา ๆ ราดรดบน
แผ่นเวเฟอร์จะทำลายคุณสมบัติทางไฟฟ้าลงอย่างสิ้นเชิง ความสะอาดและการควบคุมคุณภาพ
ที่เข้มงวดเป็นสิ่งจำเป็นมาก
บนแผ่นเวเฟอร์ แผ่นเดียวกันจะทำการสร้างไมโครชิพพร้อม ๆ กันไปหลายชิ้นเท่าที่พื้น
ที่ของแผ่นเวเฟอร์จะพอเพียง เมื่อทำการผลิตเสร็จแล้วจึงใช้เลื่อยเพชรตัดแบ่งแต่ละชิพเพื่อนำไป
บรรจุตัวถังหรือทำการหีบห่อต่อไป กระบวนการการผลิตไมโครชิพบนแผ่นเวเฟอร์จะใช้กระบวน
การต่าง ๆ ทางเคมี แกส และ แสง กล่าวคืออันดับแรกทำการปลูกสร้างชั้นของออกไซด์โดยการ
นำไปผึ่งอบในอุณหภูมิที่สูงมากภายใต้บรรยากาศของแก้ส ชั้นออกไซด์จะมีความบางมากจน
มองด้วยตาเปล่าไม่เห็น ขั้นตอนต่อไปจะทำการปกคลุมแผ่นเวเฟอร์ด้วยสารไวแสง
(photoresist) ขบวนการต่อไปคือขบวนการที่เรียกว่า การพิมพ์ลายด้วยแสง
(photolithography) กล่าวคือการฉายแสงยูวีผ่านลายพิมพ์ของแบบพิมพ์ (mask) แสงจะลอด
หรือถูกกั้นตามลวดลายที่ออกแบบเอาไว้ปรากฏเป็นรูปแบบบนชั้นที่มีสารไวแสงเคลือบไว้
บริเวณที่ถูกแสงตกกระทบจะละลายและจะใช้น้ำยาโซเว้นชำระล้างบริเวณนี้ออกไป
ขั้นต่อไปจะทำการกัด (etching) ชั้นออกไซด์บริเวณที่ไม่มีสารไวแสงเคลือบอยู่ด้วยน้ำ
ยาเคมี และทำการกำจัดสารไวแสงที่เหลือออกไป จะเหลือแนวร่องของชั้นออกไซด์เกาะอยู่บน
แผ่นเวเฟอร์ตามรูปแบบที่ออกแบบไว้
ทำการปลูกสร้างชั้นออกไซด์ชั้นต่อไปซึ่งบางกว่าลงบนแผ่นเวเฟอร์ที่ได้ ปกคลุมด้วยสาร
ไวแสง ทำการพิมพ์ลายที่ออกแบบมาเฉพาะสำหรับชั้นนี้ด้วยแสงยูวี ล้างด้วยโซเว้นและกัด
ออกไซด์ด้วยสารเคมี
กระบวนการสำคัญต่อมาคือการแพร่สารเจือ (ion implantation) เพื่อควบคุมคุณสมบัติ
ทางไฟฟ้าบางกรณีอาจเรียกว่าการโดปสารเจือ (doping) ภายใต้อุณหภูมิสูง ละอองไอของสาร
เคมีบางประเภทเช่นโบรอนภายใต้บรรยากาศของกาซเฉื่อยถูกทำให้แพร่กระจายเข้าไปในเนื้อ
สารกึ่งตัวนำซิลิกอนเพื่อเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของบริเวณที่ไม่มีชั้นออกไซด์ปกคลุม
อยู่ หรือเพื่อสร้างรอยต่อพี-เอ็น (p-n junction) ซึ่งรอยต่อพี-เอ็นนี้ทำให้ได้อุปกรณ์อิเล็คทรอ
นิคส์พื้นฐานคือทรานซีสเตอร์และอื่น ๆ
ทวนกระบวนการสร้างชั้นและกระบวนการพิมพ์เพื่อสร้างช่องหน้าต่างที่สามารถทำให้
ทำการต่อเชื่อมวงจรระหว่างชั้นได้โดยการเติมอะตอมของโลหะลงไปในช่องหน้าต่างที่สร้างไว้
หลังจากนั้นนำไปผ่านการพิมพ์และกระบวนการกัด เหลือแถบโลหะที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อระหว่าง
ชั้น
จำนวนชั้นของกระบวนการผลิตไมโครชิพจะมากน้อยขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของวงจรอิ
เล็คทรอนิคส์ที่ออกแบบไว้สำหรับไมโครชิพนั้น ๆ สำหรับในกรณีของไมโครโปรเซสเซอร์จะมี
จำนวนชั้นโดยประมาณคือ 20 ชั้น ที่กล่าวมานี้เป็นขั้นตอนพื้นฐาน สำหรับในกระบวนการผลิต
จริงจะมีขั้นตอนปลีกย่อยอื่น ๆ อีก
สรุป
กระบวนการผลิตไมโครชิพเป็นกระบวนการที่มีความสะอาดที่สุด ละเอียด และเล็กที่สุด
ต้องการการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวดที่สุด ใช้การผสมผสารเทคโนโลยีการพิมพ์ด้วยแสง
เทคโนโลยีทางฟิสิกส์และเคมีที่ซับซ้อนแต่ก็เป็นไปได้สำหรับอุตสาหกรรมไมโครอิเล็คทรอนิคส์
ในบ้านเราอย่างที่เป็นไปได้ในประเทศเพื่อนบ้านอย่างไต้หวัน สิงคโปร์ และมาเลเซียเป็นต้น
ความล้มเหลวในยุคแรก ๆ ใช่จะหยุดยั้งความพยายามของคนไทยเรา ความสำเร็จก็จะเกิดขึ้นใน
ที่สุด ดังสุภาษิตของ ดร. ดอน ครอส ที่ว่า If ever I see your name written in the stars, I'll
know who did it
This page hosted by 
Get your own Free Home Page