Sa lahat ng mga prosesong kasangkot sa paglikha ng isang chip, ang huling kapalaran ngostiyaay gupitin sa mga indibidwal na dies at nakabalot sa maliliit, nakapaloob na mga kahon na may ilang pin lang na nakalantad. Ang chip ay susuriin batay sa mga halaga ng threshold, resistensya, kasalukuyang, at boltahe nito, ngunit walang sinuman ang magsasaalang-alang sa hitsura nito. Sa panahon ng proseso ng pagmamanupaktura, paulit-ulit naming pinapakintab ang wafer upang makamit ang kinakailangang planarization, lalo na para sa bawat hakbang ng photolithography. Angostiyaang ibabaw ay dapat na sobrang flat dahil, habang lumiliit ang proseso ng pagmamanupaktura ng chip, ang lens ng photolithography machine ay kailangang makamit ang nanometer-scale resolution sa pamamagitan ng pagtaas ng numerical aperture (NA) ng lens. Gayunpaman, sabay-sabay nitong binabawasan ang depth of focus (DoF). Ang lalim ng focus ay tumutukoy sa lalim kung saan maaaring mapanatili ng optical system ang focus. Upang matiyak na ang larawan ng photolithography ay nananatiling malinaw at nakatutok, ang mga pagkakaiba-iba sa ibabaw ngostiyadapat mahulog sa lalim ng focus.
Sa simpleng mga salita, ang photolithography machine ay nagsasakripisyo ng kakayahang tumutok upang mapabuti ang katumpakan ng imaging. Halimbawa, ang bagong henerasyong EUV photolithography machine ay may numerical aperture na 0.55, ngunit ang vertical depth ng focus ay 45 nanometer lang, na may mas maliit na pinakamainam na hanay ng imaging sa panahon ng photolithography. Kung angostiyaay hindi patag, may hindi pantay na kapal, o mga undulasyon sa ibabaw, magdudulot ito ng mga isyu sa panahon ng photolithography sa matataas at mababang mga punto.
Ang photolithography ay hindi lamang ang proseso na nangangailangan ng isang makinisostiyaibabaw. Maraming iba pang proseso ng pagmamanupaktura ng chip ang nangangailangan din ng wafer polishing. Halimbawa, pagkatapos ng basang pag-ukit, kailangan ang buli upang makinis ang magaspang na ibabaw para sa kasunod na patong at pagtitiwalag. Pagkatapos ng shallow trench isolation (STI), kailangan ng buli upang makinis ang labis na silicon dioxide at makumpleto ang pagpuno ng trench. Pagkatapos ng pagtitiwalag ng metal, kailangan ang buli upang alisin ang labis na mga layer ng metal at maiwasan ang mga short circuit ng device.
Samakatuwid, ang pagsilang ng isang chip ay nagsasangkot ng maraming mga hakbang sa pag-polish upang mabawasan ang pagkamagaspang ng wafer at mga pagkakaiba-iba sa ibabaw at upang alisin ang labis na materyal mula sa ibabaw. Bukod pa rito, ang mga depekto sa ibabaw na dulot ng iba't ibang mga isyu sa proseso sa wafer ay kadalasang lumilitaw lamang pagkatapos ng bawat buli na hakbang. Kaya, ang mga inhinyero na responsable para sa buli ay may malaking responsibilidad. Sila ang mga pangunahing tauhan sa proseso ng paggawa ng chip at kadalasang sinisisi sa mga pulong ng produksyon. Dapat silang maging bihasa sa parehong wet etching at pisikal na output, bilang pangunahing pamamaraan ng polishing sa paggawa ng chip.
Ano ang mga pamamaraan ng wafer polishing?
Ang mga proseso ng buli ay maaaring uriin sa tatlong pangunahing kategorya batay sa mga prinsipyo ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng polishing liquid at ng silicon wafer surface:
1. Paraan ng Mechanical Polishing:
Ang mekanikal na buli ay nag-aalis ng mga protrusions ng pinakintab na ibabaw sa pamamagitan ng paggupit at plastic deformation upang makamit ang makinis na ibabaw. Kasama sa mga karaniwang kasangkapan ang mga batong langis, gulong ng lana, at papel de liha, na pangunahing pinapatakbo ng kamay. Ang mga espesyal na bahagi, tulad ng mga ibabaw ng umiikot na katawan, ay maaaring gumamit ng mga turntable at iba pang mga pantulong na tool. Para sa mga ibabaw na may mataas na kalidad na mga kinakailangan, maaaring gumamit ng napakahusay na mga pamamaraan ng pag-polish. Ang sobrang pinong buli ay gumagamit ng mga espesyal na ginawang abrasive na tool, na, sa isang abrasive na naglalaman ng polishing liquid, ay mahigpit na idinidiin sa ibabaw ng workpiece at pinaikot sa mataas na bilis. Ang pamamaraan na ito ay maaaring makamit ang isang pagkamagaspang sa ibabaw ng Ra0.008μm, ang pinakamataas sa lahat ng mga pamamaraan ng buli. Ang paraang ito ay karaniwang ginagamit para sa optical lens molds.
2. Paraan ng Chemical Polishing:
Ang chemical polishing ay kinabibilangan ng preferential dissolution ng micro-protrusions sa ibabaw ng materyal sa isang kemikal na medium, na nagreresulta sa isang makinis na ibabaw. Ang pangunahing bentahe ng pamamaraang ito ay ang kakulangan ng pangangailangan para sa mga kumplikadong kagamitan, ang kakayahang mag-polish ng kumplikadong hugis na mga workpiece, at ang kakayahang mag-polish ng maraming workpiece nang sabay-sabay na may mataas na kahusayan. Ang pangunahing isyu ng chemical polishing ay ang pagbabalangkas ng polishing liquid. Ang pagkamagaspang sa ibabaw na natamo ng kemikal na buli ay karaniwang ilang sampu-sampung micrometer.
3. Paraan ng Chemical Mechanical Polishing (CMP):
Ang bawat isa sa unang dalawang pamamaraan ng buli ay may natatanging mga pakinabang. Ang pagsasama-sama ng dalawang pamamaraan na ito ay maaaring makamit ang mga pantulong na epekto sa proseso. Pinagsasama ng kemikal na mekanikal na buli ang mekanikal na alitan at mga proseso ng kemikal na kaagnasan. Sa panahon ng CMP, ang mga kemikal na reagents sa polishing liquid ay nag-oxidize sa pinakintab na materyal na substrate, na bumubuo ng isang malambot na layer ng oksido. Ang oxide layer na ito ay aalisin sa pamamagitan ng mechanical friction. Ang pag-uulit sa proseso ng oksihenasyon at mekanikal na pagtanggal na ito ay nakakamit ng epektibong buli.
Mga Kasalukuyang Hamon at Isyu sa Chemical Mechanical Polishing (CMP):
Ang CMP ay nahaharap sa ilang hamon at isyu sa mga larangan ng teknolohiya, ekonomiya, at pagpapanatili ng kapaligiran:
1) Pagkakatugma ng Proseso: Ang pagkamit ng mataas na pagkakapare-pareho sa proseso ng CMP ay nananatiling mahirap. Kahit na sa loob ng parehong linya ng produksyon, ang mga maliliit na pagkakaiba-iba sa mga parameter ng proseso sa pagitan ng iba't ibang batch o kagamitan ay maaaring makaapekto sa pagkakapare-pareho ng huling produkto.
2) Kakayahang umangkop sa mga Bagong Materyal: Habang patuloy na lumalabas ang mga bagong materyales, ang teknolohiya ng CMP ay dapat umangkop sa kanilang mga katangian. Ang ilang mga advanced na materyales ay maaaring hindi tugma sa tradisyonal na mga proseso ng CMP, na nangangailangan ng pagbuo ng mas madaling ibagay na mga likidong buli at abrasive.
3) Mga Epekto sa Laki: Habang patuloy na lumiliit ang mga dimensyon ng semiconductor device, nagiging mas makabuluhan ang mga isyu na dulot ng mga epekto ng laki. Ang mas maliliit na dimensyon ay nangangailangan ng mas mataas na flatness sa ibabaw, na nangangailangan ng mas tumpak na mga proseso ng CMP.
4) Kontrol sa Rate ng Pag-alis ng Materyal: Sa ilang mga aplikasyon, ang tumpak na kontrol sa rate ng pag-alis ng materyal para sa iba't ibang mga materyales ay mahalaga. Ang pagtiyak ng pare-parehong mga rate ng pag-alis sa iba't ibang layer sa panahon ng CMP ay mahalaga para sa paggawa ng mga device na may mataas na pagganap.
5) Environmental Friendliness: Ang buli at abrasive na ginagamit sa CMP ay maaaring maglaman ng mga sangkap na nakakapinsala sa kapaligiran. Ang pagsasaliksik at pagpapaunlad ng higit pang kapaligiran at napapanatiling mga proseso at materyales ng CMP ay mahalagang hamon.
6) Intelligence at Automation: Habang ang antas ng intelligence at automation ng mga CMP system ay unti-unting bumubuti, kailangan pa rin nilang makayanan ang mga kumplikado at variable na kapaligiran ng produksyon. Ang pagkamit ng mas mataas na antas ng automation at matalinong pagsubaybay upang mapabuti ang kahusayan sa produksyon ay isang hamon na kailangang tugunan.
7) Pagkontrol sa Gastos: Ang CMP ay nagsasangkot ng mataas na kagamitan at mga gastos sa materyal. Kailangan ng mga tagagawa na pagbutihin ang pagganap ng proseso habang nagsusumikap na bawasan ang mga gastos sa produksyon upang mapanatili ang pagiging mapagkumpitensya sa merkado.
Oras ng post: Hun-05-2024