Од сите процеси вклучени во создавањето на чип, конечната судбина нанафоратреба да се исече на поединечни матрици и да се пакува во мали, затворени кутии со изложени само неколку иглички. Чипот ќе се оценува врз основа на неговиот праг, отпорност, струја и вредности на напон, но никој нема да го земе предвид неговиот изглед. За време на процесот на производство, ние постојано ја полираме нафората за да ја постигнеме потребната планаризација, особено за секој чекор на фотолитографија. Нанафораповршината мора да биде исклучително рамна бидејќи, како што процесот на производство на чипови се намалува, леќите на фотолитографската машина треба да постигне резолуција во нанометарска скала со зголемување на нумеричката бленда (NA) на објективот. Сепак, ова истовремено ја намалува длабочината на фокусот (DoF). Длабочината на фокусот се однесува на длабочината во која оптичкиот систем може да го одржува фокусот. За да се осигури дека фотолитографската слика останува јасна и во фокус, варијациите на површината нанафорамора да падне во длабочината на фокусот.
Во едноставни термини, машината за фотолитографија ја жртвува способноста за фокусирање за да ја подобри прецизноста на сликањето. На пример, новата генерација на EUV фотолитографските машини имаат нумеричка бленда од 0,55, но вертикалната длабочина на фокусот е само 45 нанометри, со уште помал оптимален опсег на сликање за време на фотолитографијата. Ако нанафоране е рамна, има нерамна дебелина или површински бранови, тоа ќе предизвика проблеми при фотолитографија на високите и ниските точки.
Фотолитографијата не е единствениот процес кој бара непреченонафораповршина. Многу други процеси на производство на чипови исто така бараат полирање на нафора. На пример, по влажното офортување, потребно е полирање за да се изедначи грубата површина за последователно обложување и таложење. По плитка изолација на ровот (СПИ), потребно е полирање за да се изедначи вишокот силициум диоксид и да се заврши полнењето на ровот. По таложењето на металот, потребно е полирање за да се отстрани вишокот метални слоеви и да се спречат кратки споеви на уредот.
Затоа, раѓањето на чипот вклучува бројни чекори за полирање за да се намали грубоста на обландата и варијациите на површината и да се отстрани вишокот материјал од површината. Дополнително, површинските дефекти предизвикани од различни проблеми со процесот на нафората често стануваат очигледни само по секој чекор на полирање. Така, инженерите одговорни за полирање имаат значителна одговорност. Тие се централните фигури во процесот на производство на чипови и често ја носат вината на производствените состаноци. Тие мора да бидат умешни и во влажното офортување и во физичкиот излез, како главни техники за полирање во производството на чипови.
Кои се методите за полирање на нафора?
Процесите на полирање може да се класифицираат во три главни категории врз основа на принципите на интеракција помеѓу течноста за полирање и површината на силиконската обланда:
1. Метод на механичко полирање:
Механичкото полирање ги отстранува испакнувањата на полираната површина преку сечење и пластична деформација за да се постигне мазна површина. Вообичаените алатки вклучуваат маслени камења, волнени тркала и шкурка, првенствено ракувани со рака. Посебните делови, како што се површините на ротирачките тела, можат да користат грамофони и други помошни алатки. За површини со барања за висок квалитет, може да се користат суперфини методи на полирање. Супер финото полирање користи специјално изработени абразивни алатки, кои во течност за полирање што содржи абразивни средства, се цврсто притиснати на површината на работното парче и се ротираат со голема брзина. Оваа техника може да постигне грубост на површината од Ra0,008μm, највисока меѓу сите методи на полирање. Овој метод најчесто се користи за калапи за оптички леќи.
2. Метод на хемиско полирање:
Хемиското полирање вклучува преференцијално растворање на микро-изданија на површината на материјалот во хемиски медиум, што резултира со мазна површина. Главните предности на овој метод се недостатокот на потреба од сложена опрема, способноста да се полираат работните парчиња во сложена форма и способноста да се полираат многу работни парчиња истовремено со висока ефикасност. Основното прашање на хемиското полирање е формулацијата на течноста за полирање. Грубоста на површината што се постигнува со хемиско полирање е типично неколку десетици микрометри.
3. Метод на хемиско механичко полирање (CMP):
Секој од првите два методи на полирање има свои уникатни предности. Со комбинирање на овие два методи може да се постигнат комплементарни ефекти во процесот. Хемиското механичко полирање ги комбинира процесите на механичко триење и хемиска корозија. За време на CMP, хемиските реагенси во течноста за полирање го оксидираат полираниот материјал на подлогата, формирајќи мек оксиден слој. Овој оксиден слој потоа се отстранува преку механичко триење. Со повторување на овој процес на оксидација и механичко отстранување се постигнува ефективно полирање.
Тековни предизвици и проблеми во хемиското механичко полирање (CMP):
CMP се соочува со неколку предизвици и прашања во областа на технологијата, економијата и одржливоста на животната средина:
1) Конзистентност на процесот: Останува предизвик да се постигне висока конзистентност во процесот на CMP. Дури и во рамките на истата производна линија, малите варијации во параметрите на процесот помеѓу различни серии или опрема може да влијаат на конзистентноста на финалниот производ.
2) Приспособливост кон нови материјали: Како што продолжуваат да се појавуваат нови материјали, CMP технологијата мора да се прилагоди на нивните карактеристики. Некои напредни материјали можеби не се компатибилни со традиционалните процеси на CMP, што бара развој на поприлагодливи полирачки течности и абразиви.
3) Ефекти од големината: Како што димензиите на полупроводничките уреди продолжуваат да се намалуваат, проблемите предизвикани од ефектите на големината стануваат позначајни. Помалите димензии бараат поголема плошност на површината, што бара попрецизни процеси на CMP.
4) Контрола на стапката на отстранување на материјали: во некои апликации, прецизната контрола на стапката на отстранување на материјалот за различни материјали е од клучно значење. Обезбедувањето постојани стапки на отстранување низ различни слоеви за време на CMP е од суштинско значење за производство на уреди со високи перформанси.
5) Пријатност за животната средина: Течностите за полирање и абразивните средства што се користат во CMP може да содржат еколошки штетни компоненти. Истражувањето и развојот на поеколошки и поодржливи CMP процеси и материјали се важни предизвици.
6) Интелигенција и автоматизација: Додека нивото на интелигенција и автоматизација на CMP системите постепено се подобруваат, тие сè уште мора да се справат со сложени и променливи производствени средини. Постигнувањето повисоки нивоа на автоматизација и интелигентно следење за подобрување на ефикасноста на производството е предизвик што треба да се реши.
7) Контрола на трошоците: CMP вклучува високи трошоци за опрема и материјали. Производителите треба да ги подобрат перформансите на процесот додека се стремат да ги намалат трошоците за производство за да ја одржат конкурентноста на пазарот.
Време на објавување: Јуни-05-2024 година