वेफर पॉलिश गर्ने विधिहरू के हुन्?

चिप सिर्जना गर्न संलग्न सबै प्रक्रियाहरू, को अन्तिम भाग्यवेफरव्यक्तिगत डाइमा काटेर सानो, बन्द बाकसमा प्याकेज गरि केही पिन मात्र खुला राखिएको हुन्छ। चिप यसको थ्रेसहोल्ड, प्रतिरोध, वर्तमान, र भोल्टेज मानहरूको आधारमा मूल्याङ्कन गरिनेछ, तर कसैले यसको उपस्थितिलाई विचार गर्दैन। निर्माण प्रक्रियाको बखत, हामी आवश्यक प्लानराइजेशन प्राप्त गर्नको लागि बारम्बार वेफरलाई पालिश गर्छौं, विशेष गरी प्रत्येक फोटोलिथोग्राफी चरणको लागि। दवेफरसतह एकदमै समतल हुनुपर्छ किनभने, चिप निर्माण प्रक्रिया संकुचित हुँदै जाँदा, फोटोलिथोग्राफी मेसिनको लेन्सले लेन्सको संख्यात्मक एपर्चर (NA) बढाएर न्यानोमिटर-स्केल रिजोल्युसन हासिल गर्न आवश्यक छ। यद्यपि, यसले एकै साथ फोकसको गहिराई (DoF) कम गर्दछ। फोकसको गहिराईले गहिराईलाई बुझाउँछ जुन भित्र अप्टिकल प्रणालीले फोकस कायम राख्न सक्छ। फोटोलिथोग्राफी छवि स्पष्ट र फोकसमा रहन्छ भनेर सुनिश्चित गर्न, को सतह भिन्नताहरूवेफरफोकसको गहिराइ भित्र पर्नु पर्छ।

सरल शब्दहरूमा, फोटोलिथोग्राफी मेसिनले इमेजिङ सटीकता सुधार गर्न फोकस गर्ने क्षमताको बलिदान दिन्छ। उदाहरणका लागि, नयाँ पुस्ताको EUV फोटोलिथोग्राफी मेसिनहरूमा ०.५५ को संख्यात्मक एपर्चर हुन्छ, तर फोकसको ठाडो गहिराइ मात्र ४५ न्यानोमिटर हुन्छ, फोटोलिथोग्राफीको समयमा अझ सानो इष्टतम इमेजिङ दायराको साथ। यदिवेफरसमतल छैन, असमान मोटाई छ, वा सतह अण्डुलेशन छ, यसले उच्च र निम्न बिन्दुहरूमा फोटोलिथोग्राफीको समयमा समस्याहरू निम्त्याउँछ।

फोटोलिथोग्राफी एक मात्र प्रक्रिया होइन जसलाई एक सहज आवश्यक पर्दछवेफरसतह। अन्य धेरै चिप निर्माण प्रक्रियाहरूमा पनि वेफर पालिसिङ चाहिन्छ। उदाहरणका लागि, भिजेको नक्काशी पछि, पछिको कोटिंग र डिपोजिसनको लागि नराम्रो सतहलाई चिल्लो बनाउन पालिसिङ आवश्यक हुन्छ। शैलो ट्रेन्च आइसोलेसन (एसटीआई) पछि, अतिरिक्त सिलिकन डाइअक्साइडलाई चिल्लो पार्न र खाडल भर्ने काम पूरा गर्न पालिसिङ आवश्यक हुन्छ। धातु जम्मा गरेपछि, अतिरिक्त धातु तहहरू हटाउन र उपकरण सर्ट सर्किटहरू रोक्नको लागि पॉलिशिंग आवश्यक छ।

तसर्थ, चिपको जन्मले वेफरको नरमपन र सतहको भिन्नताहरू कम गर्न र सतहबाट अतिरिक्त सामग्री हटाउन धेरै पालिश गर्ने चरणहरू समावेश गर्दछ। थप रूपमा, वेफरमा विभिन्न प्रक्रिया समस्याहरूको कारण सतह दोषहरू प्रायः प्रत्येक पालिशिंग चरण पछि मात्र स्पष्ट हुन्छन्। तसर्थ, पालिशको लागि जिम्मेवार इन्जिनियरहरूले महत्त्वपूर्ण जिम्मेवारी राख्छन्। तिनीहरू चिप निर्माण प्रक्रियामा केन्द्रीय व्यक्तित्व हुन् र प्रायः उत्पादन बैठकहरूमा दोष वहन गर्छन्। तिनीहरू दुबै भिजेको नक्काशी र भौतिक आउटपुटमा निपुण हुनुपर्दछ, चिप निर्माणमा मुख्य पालिश गर्ने प्रविधिको रूपमा।

वेफर पालिश गर्ने विधिहरू के हुन्?

पालिश गर्ने तरल र सिलिकन वेफर सतह बीचको अन्तरक्रिया सिद्धान्तहरूको आधारमा पालिश गर्ने प्रक्रियाहरूलाई तीन प्रमुख कोटीहरूमा वर्गीकृत गर्न सकिन्छ:

1. मेकानिकल पालिसिङ विधि:
मेकानिकल पॉलिशिंगले चिल्लो सतह प्राप्त गर्न काटन र प्लास्टिक विकृति मार्फत पालिश गरिएको सतहको प्रोट्रुसनहरू हटाउँछ। सामान्य उपकरणहरूमा तेल ढुङ्गाहरू, ऊन पाङ्ग्राहरू, र स्यान्डपेपरहरू समावेश छन्, मुख्य रूपमा हातद्वारा संचालित। विशेष भागहरू, जस्तै घुमाउने निकायहरूको सतहहरू, टर्नटेबलहरू र अन्य सहायक उपकरणहरू प्रयोग गर्न सक्छन्। उच्च-गुणस्तरको आवश्यकताहरू भएका सतहहरूको लागि, सुपर-फाइन पालिश गर्ने विधिहरू प्रयोग गर्न सकिन्छ। सुपर-फाईन पालिशिंगले विशेष रूपमा बनाइएका घर्षण उपकरणहरू प्रयोग गर्दछ, जुन, घर्षण युक्त पालिश गर्ने तरलमा, वर्कपीसको सतहमा कडा रूपमा थिचिन्छ र उच्च गतिमा घुमाइन्छ। यस प्रविधीले Ra0.008μm को सतहको नरमपन हासिल गर्न सक्छ, सबै पालिश गर्ने विधिहरूमध्ये उच्चतम। यो विधि सामान्यतया अप्टिकल लेन्स मोल्डहरूको लागि प्रयोग गरिन्छ।

२. रासायनिक पालिस गर्ने विधि:
केमिकल पालिशिङले रासायनिक माध्यममा सामग्रीको सतहमा माइक्रो-प्रोट्रुसनहरूको प्राथमिकता विघटन समावेश गर्दछ, जसको परिणामस्वरूप एक चिल्लो सतह हुन्छ। यस विधिको मुख्य फाइदाहरू जटिल उपकरणहरूको आवश्यकताको अभाव, जटिल आकारको वर्कपीसहरू पालिस गर्ने क्षमता र उच्च दक्षताका साथ एकै साथ धेरै वर्कपीसहरू पोलिश गर्ने क्षमता हो। रासायनिक पालिशको मुख्य मुद्दा पॉलिशिंग तरलको निर्माण हो। रासायनिक पालिशिंग द्वारा प्राप्त सतह खुरदना सामान्यतया धेरै दस माइक्रोमिटर हुन्छ।

३. केमिकल मेकानिकल पालिसिङ (CMP) विधि:
पहिलो दुई पालिश गर्ने विधिहरू मध्ये प्रत्येकको यसको अद्वितीय फाइदाहरू छन्। यी दुई विधिहरू संयोजन गर्दा प्रक्रियामा पूरक प्रभावहरू प्राप्त गर्न सकिन्छ। केमिकल मेकानिकल पॉलिशिंगले मेकानिकल घर्षण र रासायनिक जंग प्रक्रियाहरू संयोजन गर्दछ। CMP को समयमा, पालिश गर्ने तरलमा रासायनिक अभिकर्मकहरूले पालिश गरिएको सब्सट्रेट सामग्रीलाई अक्सिडाइज गर्दछ, नरम अक्साइड तह बनाउँछ। यो अक्साइड तह त्यसपछि मेकानिकल घर्षण मार्फत हटाइन्छ। यो ओक्सीकरण र मेकानिकल हटाउने प्रक्रिया दोहोर्याउँदा प्रभावकारी पालिश प्राप्त हुन्छ।

केमिकल मेकानिकल पालिसिङ (CMP) मा वर्तमान चुनौती र समस्याहरू:

सीएमपीले टेक्नोलोजी, अर्थशास्त्र, र वातावरणीय स्थिरताका क्षेत्रमा धेरै चुनौती र मुद्दाहरूको सामना गर्दछ:

1) प्रक्रिया स्थिरता: CMP प्रक्रियामा उच्च स्थिरता प्राप्त गर्न चुनौतीपूर्ण रहन्छ। एउटै उत्पादन लाइन भित्र पनि, विभिन्न ब्याच वा उपकरणहरू बीचको प्रक्रिया प्यारामिटरहरूमा सानो भिन्नताले अन्तिम उत्पादनको स्थिरतालाई असर गर्न सक्छ।

2) नयाँ सामग्रीहरूको लागि अनुकूलता: नयाँ सामग्रीहरू देखा पर्दै जाँदा, सीएमपी प्रविधिले तिनीहरूका विशेषताहरूसँग अनुकूलन गर्नुपर्छ। केही उन्नत सामग्रीहरू परम्परागत CMP प्रक्रियाहरूसँग मिल्दो नहुन सक्छ, थप अनुकूलनीय पालिश गर्ने तरल पदार्थहरू र घर्षणहरूको विकास आवश्यक पर्दछ।

3) साइज इफेक्ट्स: सेमीकन्डक्टर यन्त्रको आयामहरू संकुचित हुँदै जाँदा, साइज इफेक्टहरूले गर्दा हुने समस्याहरू अझ महत्त्वपूर्ण हुन्छन्। साना आयामहरूलाई उच्च सतह समतलता चाहिन्छ, थप सटीक CMP प्रक्रियाहरू आवश्यक पर्दछ।

4) सामग्री हटाउने दर नियन्त्रण: केही अनुप्रयोगहरूमा, विभिन्न सामग्रीहरूको लागि सामग्री हटाउने दरको सटीक नियन्त्रण महत्त्वपूर्ण छ। CMP को समयमा विभिन्न तहहरूमा लगातार हटाउने दरहरू सुनिश्चित गर्नु उच्च-प्रदर्शन उपकरणहरू निर्माण गर्न आवश्यक छ।

5) वातावरणीय मित्रता: CMP मा प्रयोग हुने पालिश गर्ने तरल पदार्थ र घर्षणहरूमा वातावरणीय रूपमा हानिकारक घटकहरू हुन सक्छन्। थप वातावरणमैत्री र दिगो सीएमपी प्रक्रिया र सामग्रीहरूको अनुसन्धान र विकास महत्त्वपूर्ण चुनौतीहरू हुन्।

6) बुद्धिमत्ता र स्वचालन: CMP प्रणालीहरूको बुद्धिमत्ता र स्वचालन स्तर बिस्तारै सुधार हुँदै जाँदा, तिनीहरूले अझै पनि जटिल र परिवर्तनशील उत्पादन वातावरणसँग सामना गर्नुपर्छ। उत्पादन दक्षता सुधार गर्न उच्च स्तरको स्वचालन र बौद्धिक अनुगमन गर्नु एउटा चुनौती हो जसलाई सम्बोधन गर्न आवश्यक छ।

7) लागत नियन्त्रण: CMP मा उच्च उपकरण र सामग्री लागत समावेश छ। उत्पादकहरूले बजार प्रतिस्पर्धा कायम राख्न उत्पादन लागत घटाउने प्रयास गर्दा प्रक्रिया प्रदर्शन सुधार गर्न आवश्यक छ।