Које су методе полирања плочица?

Од свих процеса укључених у стварање чипа, коначна судбинавафертреба да се исече на појединачне калупе и пакује у мале, затворене кутије са само неколико отворених иглица. Чип ће бити процењен на основу његових вредности прага, отпора, струје и напона, али нико неће узети у обзир његов изглед. Током процеса производње, више пута полирамо плочицу да бисмо постигли потребну планаризацију, посебно за сваки корак фотолитографије. Тхеваферповршина мора бити изузетно равна јер, како се процес производње чипа скупља, сочиво фотолитографске машине треба да постигне резолуцију нанометарске скале повећањем нумеричке бленде (НА) сочива. Међутим, ово истовремено смањује дубину фокуса (ДоФ). Дубина фокуса се односи на дубину унутар које оптички систем може да задржи фокус. Да би се осигурало да фотолитографска слика остане јасна и у фокусу, варијације површиневафермора пасти у дубину фокуса.

Једноставно речено, фотолитографска машина жртвује способност фокусирања како би побољшала прецизност слике. На пример, ЕУВ фотолитографске машине нове генерације имају нумерички отвор од 0,55, али је вертикална дубина фокуса само 45 нанометара, са још мањим оптималним опсегом слике током фотолитографије. Ако јеваферније раван, има неуједначену дебљину или таласасте површине, то ће узроковати проблеме током фотолитографије на високим и ниским тачкама.

Фотолитографија није једини процес који захтева глаткоћуваферповршине. Многи други процеси производње чипова такође захтевају полирање плочица. На пример, након влажног нагризања, потребно је полирање да би се изгладила груба површина за накнадно премазивање и таложење. Након плитке изолације рова (СТИ), потребно је полирање да би се изгладио вишак силицијум диоксида и завршило пуњење рова. Након таложења метала, потребно је полирање како би се уклонили вишак металних слојева и спречили кратки спојеви уређаја.

Стога, рађање чипа укључује бројне кораке полирања како би се смањила храпавост плочице и варијације површине и уклонио вишак материјала са површине. Поред тога, површински дефекти узроковани различитим проблемима процеса на плочици често постају очигледни тек након сваког корака полирања. Дакле, инжењери одговорни за полирање имају значајну одговорност. Они су централне личности у процесу производње чипова и често сносе кривицу на производним састанцима. Морају бити вешти иу мокром гравурању и физичком резултату, као главним техникама полирања у производњи чипова.

Које су методе полирања плочица?

Процеси полирања се могу класификовати у три главне категорије на основу принципа интеракције између течности за полирање и површине силицијумске плочице:

1. Метода механичког полирања:
Механичко полирање уклања избочине полиране површине кроз сечење и пластичну деформацију како би се постигла глатка површина. Уобичајени алати укључују камење од уља, вунене точкове и брусни папир, који се првенствено рукују ручно. Посебни делови, као што су површине ротирајућих тела, могу користити грамофоне и друге помоћне алате. За површине са захтевима високог квалитета, могу се применити методе супер финог полирања. За супер фино полирање се користе специјално направљени абразивни алати, који се у течности за полирање која садржи абразив, чврсто притисну на површину радног предмета и ротирају великом брзином. Овом техником може се постићи храпавост површине од Ра0,008μм, највећа међу свим методама полирања. Ова метода се обично користи за калупе за оптичка сочива.

2. Метода хемијског полирања:
Хемијско полирање укључује преференцијално растварање микро-избочина на површини материјала у хемијском медију, што резултира глатком површином. Главне предности ове методе су недостатак потребе за сложеном опремом, могућност полирања предмета сложеног облика и могућност истовременог полирања великог броја радних комада са високом ефикасношћу. Основно питање хемијског полирања је формулација течности за полирање. Храпавост површине која се постиже хемијским полирањем је обично неколико десетина микрометара.

3. Метода хемијско-механичког полирања (ЦМП):
Свака од прве две методе полирања има своје јединствене предности. Комбиновањем ове две методе могу се постићи комплементарни ефекти у процесу. Хемијско механичко полирање комбинује процесе механичког трења и хемијске корозије. Током ЦМП-а, хемијски реагенси у течности за полирање оксидирају полирани материјал подлоге, формирајући меки оксидни слој. Овај оксидни слој се затим уклања механичким трењем. Понављањем овог процеса оксидације и механичког уклањања постиже се ефикасно полирање.

Тренутни изазови и проблеми у хемијско-механичком полирању (ЦМП):

ЦМП се суочава са неколико изазова и проблема у областима технологије, економије и еколошке одрживости:

1) Конзистентност процеса: Постизање високе доследности у ЦМП процесу остаје изазов. Чак и унутар исте производне линије, мање варијације у параметрима процеса између различитих серија или опреме могу утицати на конзистентност финалног производа.

2) Прилагодљивост на нове материјале: Како нови материјали настављају да се појављују, ЦМП технологија се мора прилагодити њиховим карактеристикама. Неки напредни материјали можда нису компатибилни са традиционалним ЦМП процесима, што захтева развој прилагодљивијих течности за полирање и абразива.

3) Ефекти величине: Како димензије полупроводничких уређаја настављају да се смањују, проблеми узроковани ефектима величине постају значајнији. Мање димензије захтевају већу равност површине, што захтева прецизније ЦМП процесе.

4) Контрола брзине уклањања материјала: У неким апликацијама, прецизна контрола брзине уклањања материјала за различите материјале је кључна. Обезбеђивање доследних стопа уклањања у различитим слојевима током ЦМП-а је од суштинског значаја за производњу уређаја високих перформанси.

5) Еколошка прихватљивост: Течности за полирање и абразиви који се користе у ЦМП-у могу да садрже компоненте штетне по животну средину. Истраживање и развој еколошки прихватљивијих и одрживијих ЦМП процеса и материјала представљају важан изазов.

6) Интелигенција и аутоматизација: Док се ниво интелигенције и аутоматизације ЦМП система постепено побољшавају, они и даље морају да се носе са сложеним и променљивим производним окружењима. Постизање виших нивоа аутоматизације и интелигентног надзора за побољшање ефикасности производње је изазов који треба да се реши.

7) Контрола трошкова: ЦМП укључује високе трошкове опреме и материјала. Произвођачи треба да побољшају перформансе процеса истовремено настојећи да смање трошкове производње како би одржали тржишну конкурентност.