Od svih procesa uključenih u stvaranje čipa, konačna sudbinawafertreba se rezati u pojedinačne kalupe i pakirati u male, zatvorene kutije sa samo nekoliko otvorenih iglica. Čip će biti procijenjen na osnovu njegovih vrijednosti praga, otpora, struje i napona, ali niko neće uzeti u obzir njegov izgled. Tokom procesa proizvodnje, više puta poliramo pločicu kako bismo postigli potrebnu planarizaciju, posebno za svaki korak fotolitografije. Thewaferpovršina mora biti izuzetno ravna jer, kako se proces proizvodnje čipa skuplja, sočivo fotolitografske mašine mora postići nanometarsku rezoluciju povećanjem numeričke blende (NA) sočiva. Međutim, ovo istovremeno smanjuje dubinu fokusa (DoF). Dubina fokusa se odnosi na dubinu unutar koje optički sistem može zadržati fokus. Kako bi se osiguralo da fotolitografska slika ostane jasna i u fokusu, varijacije površinewafermora biti unutar dubine fokusa.
Jednostavno rečeno, fotolitografska mašina žrtvuje sposobnost fokusiranja kako bi poboljšala preciznost slike. Na primjer, nova generacija EUV fotolitografskih strojeva ima numerički otvor od 0,55, ali vertikalna dubina fokusa je samo 45 nanometara, sa još manjim optimalnim rasponom slike tokom fotolitografije. Ako jewafernije ravan, ima neujednačenu debljinu ili valovite površine, to će uzrokovati probleme tokom fotolitografije na visokim i niskim tačkama.
Fotolitografija nije jedini proces koji zahtijeva glatkoćuwaferpovršine. Mnogi drugi procesi proizvodnje čipova također zahtijevaju poliranje pločica. Na primjer, nakon mokrog jetkanja potrebno je poliranje kako bi se izgladila hrapava površina za naknadno premazivanje i taloženje. Nakon plitke izolacije rova (STI), potrebno je poliranje kako bi se izgladio višak silicijum dioksida i završilo punjenje rova. Nakon taloženja metala potrebno je poliranje kako bi se uklonili suvišni metalni slojevi i spriječili kratki spojevi uređaja.
Stoga, rođenje čipa uključuje brojne korake poliranja kako bi se smanjila hrapavost pločice i varijacije površine i uklonio višak materijala s površine. Osim toga, površinski defekti uzrokovani raznim problemima procesa na pločici često postaju vidljivi tek nakon svakog koraka poliranja. Dakle, inženjeri odgovorni za poliranje imaju značajnu odgovornost. Oni su centralne figure u procesu proizvodnje čipova i često snose krivicu na proizvodnim sastancima. Moraju biti vješti iu mokrom jetkanju i fizičkom rezultatu, kao glavnim tehnikama poliranja u proizvodnji čipova.
Koje su metode poliranja vafla?
Procesi poliranja mogu se klasificirati u tri glavne kategorije na osnovu principa interakcije između tekućine za poliranje i površine silikonske pločice:
1. Metoda mehaničkog poliranja:
Mehaničko poliranje uklanja izbočine polirane površine kroz sečenje i plastičnu deformaciju kako bi se postigla glatka površina. Uobičajeni alati uključuju kamenje od ulja, vunene točkove i brusni papir, koji se prvenstveno rukuju ručno. Posebni dijelovi, kao što su površine rotirajućih tijela, mogu koristiti okretne ploče i druge pomoćne alate. Za površine sa zahtjevima visokog kvaliteta, mogu se koristiti metode super finog poliranja. Super fino poliranje koristi posebno izrađene abrazivne alate, koji se u tečnosti za poliranje koja sadrži abraziv, čvrsto pritisnu na površinu obratka i rotiraju velikom brzinom. Ova tehnika može postići hrapavost površine od Ra0,008μm, najveću među svim metodama poliranja. Ova metoda se obično koristi za kalupe za optička sočiva.
2. Metoda hemijskog poliranja:
Hemijsko poliranje uključuje preferencijalno otapanje mikro-izbočina na površini materijala u hemijskom mediju, što rezultira glatkom površinom. Glavne prednosti ove metode su nedostatak potrebe za složenom opremom, mogućnost poliranja obradaka složenog oblika i mogućnost istovremenog poliranja više komada sa visokom efikasnošću. Ključno pitanje hemijskog poliranja je formulacija tečnosti za poliranje. Hrapavost površine koja se postiže hemijskim poliranjem je obično nekoliko desetina mikrometara.
3. Metoda hemijskog mehaničkog poliranja (CMP):
Svaka od prve dvije metode poliranja ima svoje jedinstvene prednosti. Kombinacijom ove dvije metode mogu se postići komplementarni efekti u procesu. Hemijsko mehaničko poliranje kombinuje procese mehaničkog trenja i hemijske korozije. Tokom CMP-a, hemijski reagensi u tečnosti za poliranje oksidiraju polirani materijal podloge, formirajući meki oksidni sloj. Ovaj oksidni sloj se zatim uklanja mehaničkim trenjem. Ponavljanjem ovog procesa oksidacije i mehaničkog uklanjanja postiže se efikasno poliranje.
Trenutni izazovi i problemi u hemijsko-mehaničkom poliranju (CMP):
CMP se suočava sa nekoliko izazova i problema u oblastima tehnologije, ekonomije i ekološke održivosti:
1) Dosljednost procesa: Postizanje visoke konzistentnosti u CMP procesu ostaje izazov. Čak i unutar iste proizvodne linije, manje varijacije u parametrima procesa između različitih serija ili opreme mogu uticati na konzistentnost konačnog proizvoda.
2) Prilagodljivost na nove materijale: Kako novi materijali nastavljaju da se pojavljuju, CMP tehnologija se mora prilagoditi njihovim karakteristikama. Neki napredni materijali možda neće biti kompatibilni s tradicionalnim CMP procesima, što zahtijeva razvoj prilagodljivijih tekućina za poliranje i abraziva.
3) Efekti veličine: Kako se dimenzije poluvodičkih uređaja i dalje smanjuju, problemi uzrokovani efektima veličine postaju sve značajniji. Manje dimenzije zahtijevaju veću ravnost površine, što zahtijeva preciznije CMP procese.
4) Kontrola brzine uklanjanja materijala: U nekim aplikacijama, precizna kontrola brzine uklanjanja materijala za različite materijale je ključna. Osiguravanje dosljednih stopa uklanjanja u različitim slojevima tokom CMP-a je od suštinskog značaja za proizvodnju uređaja visokih performansi.
5) Ekološka prihvatljivost: Tečnosti za poliranje i abrazivi koji se koriste u CMP-u mogu sadržavati komponente štetne po okolinu. Istraživanje i razvoj ekološki prihvatljivijih i održivijih CMP procesa i materijala su važan izazov.
6) Inteligencija i automatizacija: Iako se nivo inteligencije i automatizacije CMP sistema postepeno poboljšava, oni se i dalje moraju nositi sa složenim i promjenjivim proizvodnim okruženjima. Postizanje viših nivoa automatizacije i inteligentnog nadzora radi poboljšanja efikasnosti proizvodnje je izazov koji treba riješiti.
7) Kontrola troškova: CMP uključuje visoke troškove opreme i materijala. Proizvođači moraju poboljšati performanse procesa istovremeno nastojeći smanjiti troškove proizvodnje kako bi održali tržišnu konkurentnost.
Vrijeme objave: Jun-05-2024