Чипті құруға қатысты барлық процестердің соңғы тағдырывафлижеке қалыптарға кесіліп, бірнеше түйреуіштері ашық шағын, жабық қораптарға салынуы керек. Чип шекті, кедергі, ток және кернеу мәндері негізінде бағаланады, бірақ оның сыртқы түрін ешкім ескермейді. Өндіріс процесінде, әсіресе әрбір фотолитография қадамы үшін қажетті планаризацияға қол жеткізу үшін пластинаны бірнеше рет жылтыратамыз. Theвафлибеті өте тегіс болуы керек, өйткені чипті өндіру процесі кішірейген сайын фотолитография машинасының линзасы линзаның сандық апертурасын (NA) ұлғайту арқылы нанометрлік масштабтағы ажыратымдылыққа жетуі керек. Дегенмен, бұл бір уақытта фокус тереңдігін (DoF) азайтады. Фокус тереңдігі оптикалық жүйе фокусты сақтай алатын тереңдікті білдіреді. Фотолитография кескінінің анық және фокуста болуын қамтамасыз ету үшін оның бетіндегі өзгерістервафлифокус тереңдігіне түсуі керек.
Қарапайым тілмен айтқанда, фотолитография құрылғысы кескіннің дәлдігін жақсарту үшін фокустау мүмкіндігін құрбан етеді. Мысалы, жаңа буын EUV фотолитография машиналарының сандық апертурасы 0,55, бірақ фокустың тік тереңдігі небәрі 45 нанометрді құрайды, фотолитография кезінде одан да кішірек оңтайлы бейнелеу диапазоны бар. Егервафлитегіс емес, қалыңдығы біркелкі емес немесе бетінің толқындары болса, жоғары және төмен нүктелерде фотолитография кезінде ақаулар тудырады.
Фотолитография біркелкі өтуді қажет ететін жалғыз процесс емесвафлибеті. Көптеген басқа чиптерді өндіру процестері де вафельді жылтыратуды қажет етеді. Мысалы, дымқыл оюдан кейін, келесі жабу және тұндыру үшін кедір-бұдыр бетті тегістеу үшін жылтырату қажет. Таяз траншеяны оқшаулаудан (STI) кейін артық кремний диоксидін тегістеу және траншеяны толтыруды аяқтау үшін жылтырату қажет. Металды тұндырғаннан кейін артық металл қабаттарын алып тастау және құрылғының қысқа тұйықталуын болдырмау үшін жылтырату қажет.
Сондықтан, чиптің пайда болуы пластинаның кедір-бұдыры мен бетінің өзгеруін азайту және артық материалды бетінен кетіру үшін көптеген жылтырату қадамдарын қамтиды. Сонымен қатар, вафлидегі әртүрлі процесс мәселелерінен туындаған беттік ақаулар көбінесе әр жылтырату қадамынан кейін ғана көрінеді. Осылайша, жылтыратуға жауапты инженерлерге үлкен жауапкершілік жүктеледі. Олар чиптерді өндіру процесіндегі орталық фигуралар және жиі өндірістік жиналыстарда кінәні көтереді. Олар чипті өндірудегі негізгі жылтырату әдістері ретінде дымқыл оюды да, физикалық өнімді де білуі керек.
Вафельді жылтырату әдістері қандай?
Жылтырату сұйықтығы мен кремний пластинасы арасындағы өзара әрекеттесу принциптеріне негізделген жылтырату процестерін үш негізгі санатқа бөлуге болады:
1. Механикалық жылтырату әдісі:
Механикалық жылтырату тегіс бетке жету үшін кесу және пластикалық деформация арқылы жылтыратылған беттің шығыңқы жерлерін жояды. Жалпы құралдарға майлы тастар, жүн дөңгелектер және негізінен қолмен басқарылатын тегістеу қағаздары жатады. Айналмалы денелердің беттері сияқты арнайы бөлшектер бұрылмалы табақтар мен басқа қосалқы құралдарды пайдалана алады. Жоғары сапа талаптары бар беттер үшін өте жұқа жылтырату әдістерін қолдануға болады. Өте жұқа жылтырату арнайы жасалған абразивті құралдарды пайдаланады, олар абразивтік жылтырату сұйықтығында дайындаманың бетіне тығыз басылады және жоғары жылдамдықпен айналады. Бұл әдіс жылтырату әдістерінің ішіндегі ең жоғарысы Ra0,008μm бетінің кедір-бұдырлығына қол жеткізе алады. Бұл әдіс әдетте оптикалық линзалар қалыптары үшін қолданылады.
2. Химиялық жылтырату әдісі:
Химиялық жылтырату материал бетіндегі микропротрузияларды химиялық ортада артықшылықпен ерітуді қамтиды, нәтижесінде тегіс бет пайда болады. Бұл әдістің негізгі артықшылықтары күрделі жабдықты қажет етпеуі, күрделі пішінді дайындамаларды жылтырату мүмкіндігі және жоғары тиімділікпен көптеген дайындамаларды бір уақытта жылтырату мүмкіндігі болып табылады. Химиялық жылтыратудың негізгі мәселесі жылтырататын сұйықтықты қалыптастыру болып табылады. Химиялық жылтырату арқылы қол жеткізілетін бетінің кедір-бұдырлығы әдетте бірнеше ондаған микрометрді құрайды.
3. Химиялық механикалық жылтырату (CMP) әдісі:
Алғашқы екі жылтырату әдісінің әрқайсысының бірегей артықшылықтары бар. Осы екі әдісті біріктіру процесте қосымша әсерлерге қол жеткізуге болады. Химиялық механикалық жылтырату механикалық үйкеліс пен химиялық коррозия процестерін біріктіреді. CMP кезінде жылтырататын сұйықтықтағы химиялық реагенттер жылтыратылған субстрат материалын тотықтырып, жұмсақ оксидті қабат түзеді. Содан кейін бұл оксид қабаты механикалық үйкеліс арқылы жойылады. Осы тотығу және механикалық жою процесін қайталау тиімді жылтыратуға қол жеткізеді.
Химиялық механикалық жылтыратудың (CMP) ағымдағы қиындықтары мен мәселелері:
CMP технология, экономика және экологиялық тұрақтылық салаларында бірнеше қиындықтар мен мәселелерге тап болады:
1) Процестің жүйелілігі: CMP процесінде жоғары бірізділікке қол жеткізу қиын болып қала береді. Тіпті бір өндіріс желісінің ішінде әртүрлі партиялар немесе жабдықтар арасындағы процесс параметрлеріндегі шамалы ауытқулар соңғы өнімнің консистенциясына әсер етуі мүмкін.
2) Жаңа материалдарға бейімделу: Жаңа материалдардың пайда болуы жалғасуда, CMP технологиясы олардың сипаттамаларына бейімделуі керек. Кейбір жетілдірілген материалдар икемді жылтырату сұйықтықтары мен абразивтерді әзірлеуді қажет ететін дәстүрлі CMP процестерімен үйлесімді болмауы мүмкін.
3) Өлшем әсерлері: Жартылай өткізгіш құрылғы өлшемдері кішірейген сайын өлшем әсерлерінен туындаған мәселелер маңыздырақ болады. Кішірек өлшемдер жоғарырақ бет тегістігін талап етеді, бұл дәлірек CMP процестерін қажет етеді.
4) Материалды кетіру жылдамдығын бақылау: Кейбір қолданбаларда әртүрлі материалдар үшін материалды кетіру жылдамдығын дәл бақылау өте маңызды. CMP кезінде әртүрлі қабаттардағы тұрақты жою жылдамдығын қамтамасыз ету өнімділігі жоғары құрылғыларды өндіру үшін өте маңызды.
5) Қоршаған ортаға зиянсыздығы: CMP-де қолданылатын жылтырататын сұйықтықтар мен абразивтердің құрамында қоршаған ортаға зиянды компоненттер болуы мүмкін. Неғұрлым экологиялық таза және тұрақты CMP процестері мен материалдарын зерттеу және әзірлеу маңызды міндеттер болып табылады.
6) Интеллект және автоматтандыру: CMP жүйелерінің интеллект және автоматтандыру деңгейі бірте-бірте жақсарғанымен, олар әлі де күрделі және ауыспалы өндірістік орталарға төтеп беруі керек. Өндіріс тиімділігін арттыру үшін автоматтандыру мен интеллектуалды бақылаудың жоғары деңгейлеріне қол жеткізу - шешуді қажет ететін мәселе.
7) Шығындарды бақылау: CMP жоғары жабдық пен материалдық шығындарды қамтиды. Өндірушілер нарықтың бәсекеге қабілеттілігін сақтау үшін өндіріс шығындарын азайтуға ұмтыла отырып, процестің өнімділігін жақсартуы керек.
Жіберу уақыты: 05 маусым 2024 ж