Zeintzuk dira obleak leuntzeko metodoak?

Txip bat sortzeko parte hartzen duten prozesu guztien artean, azken patuaostiaBanakako trokeletan moztu eta kaxa txiki eta itxietan ontziratu behar da, pin batzuk bakarrik agerian utzita. Txipa bere atalasearen, erresistentziaren, korrontearen eta tentsioaren balioen arabera ebaluatuko da, baina inork ez du bere itxura kontuan hartuko. Fabrikazio prozesuan, behin eta berriz leuntzen dugu oblea beharrezko planarizazioa lortzeko, batez ere fotolitografia-pauso bakoitzeko. Theostiagainazalak oso laua izan behar du, zeren txiparen fabrikazio-prozesua uzkurtzen den heinean, fotolitografia-makinaren lenteak nanometriko eskalako bereizmena lortu behar du lentearen zenbakizko irekidura (NA) handituz. Hala ere, horrek aldi berean fokuaren sakontasuna (DoF) murrizten du. Foku-sakonera sistema optikoak fokua mantentzeko duen sakonerari esaten zaio. Fotolitografiako irudia argi eta fokatuta mantentzen dela ziurtatzeko, gainazaleko aldaerakostiafoku sakonaren barruan sartu behar da.

Termino sinpleetan, fotolitografia-makinak fokatze-gaitasuna sakrifikatzen du irudien zehaztasuna hobetzeko. Esaterako, belaunaldi berriko EUV fotolitografia-makinek 0,55eko zenbakizko irekidura dute, baina foku-sakonera bertikala 45 nanometro baino ez da, fotolitografian zehar irudi-tarte optimo are txikiagoarekin. badaostiaez da laua, lodiera irregularra du edo gainazaleko uhindurak, arazoak sortuko ditu fotolitografian puntu altuetan eta baxuetan.

Fotolitografia ez da leuna behar duen prozesu bakarraostiaazalera. Txirbilak fabrikatzeko beste prozesu askok ere obleak leuntzea eskatzen dute. Esate baterako, akuaforte hezearen ondoren, leuntzea behar da gainazal latza leuntzeko, ondorengo estaldura eta deposiziorako. Azaleko lubakiaren isolamenduaren (STI) ondoren, leuntzea beharrezkoa da soberako silizio dioxidoa leuntzeko eta lubakia betetzeko. Metala jalki ondoren, leuntzea beharrezkoa da gehiegizko metalezko geruzak kentzeko eta gailuen zirkuitu laburrak saihesteko.

Hori dela eta, txirbil baten jaiotzak leuntze-pauso ugari suposatzen ditu oblearen zimurtasuna eta gainazaleko aldaerak murrizteko eta gainazaletik gehiegizko materiala kentzeko. Gainera, oblean prozesu-arazo ezberdinek eragindako gainazaleko akatsak leunketa-urrats bakoitzaren ondoren bakarrik agertzen dira. Horrela, leunketaz arduratzen diren ingeniariek erantzukizun handia dute. Txirbilaren fabrikazio-prozesuan pertsona nagusiak dira eta askotan errua dute ekoizpen-bileretan. Trebeak izan behar dute bai akuaforte hezean, bai irteera fisikoan, txirbilaren fabrikazioan leuntzeko teknika nagusi gisa.

Zeintzuk dira obleak leuntzeko metodoak?

Leunketa-prozesuak hiru kategoria nagusitan sailka daitezke, leuntzeko likidoaren eta siliziozko oblearen gainazalaren arteko elkarrekintza-printzipioetan oinarrituta:

1. Leuntzeko metodo mekanikoa:
Leunketa mekanikoak gainazal leunduaren irtenguneak kentzen ditu ebaketa eta deformazio plastikoaren bidez gainazal leuna lortzeko. Ohiko tresnak olio-harriak, artilezko gurpilak eta lixa-papera dira, batez ere eskuz lantzen direnak. Pieza bereziek, hala nola biratzen diren gorputzen gainazalek, mahai birakari eta beste tresna osagarri batzuk erabil ditzakete. Kalitate handiko baldintzak dituzten gainazaletarako, leunketa-metodo finak erabil daitezke. Leunketa oso finak bereziki egindako tresna urratzaileak erabiltzen ditu, zeinak, urratzailea duen leuntzeko likido batean, piezaren gainazalean estuki estutu eta abiadura handian biratzen diren. Teknika honek Ra0,008μm-ko gainazaleko zimurtasuna lor dezake, leunketa-metodo guztien artean handiena. Metodo hau lente optikoen moldeetarako erabiltzen da normalean.

2. Leunketa kimikoa metodoa:
Leunketa kimikoak materialaren gainazalean dauden mikro-irtenguneen lehentasunezko disoluzioa dakar medio kimiko batean, gainazal leuna lortuz. Metodo honen abantaila nagusiak ekipamendu konplexuen beharrik eza, forma konplexuko piezak leuntzeko gaitasuna eta pieza asko aldi berean eraginkortasun handiz leuntzeko gaitasuna dira. Leunketa kimikoaren oinarrizko arazoa leuntzeko likidoaren formulazioa da. Leunketa kimikoarekin lortzen den gainazaleko zimurtasuna zenbait hamarnaka mikrometrokoa izaten da.

3. Leunketa Mekaniko Kimikoa (CMP) Metodoa:
Lehenengo bi leunketa metodo bakoitzak bere abantaila bereziak ditu. Bi metodo hauek konbinatuz prozesuan efektu osagarriak lor daitezke. Leunketa-mekaniko kimikoak marruskadura mekanikoa eta korrosio-prozesu kimikoak konbinatzen ditu. CMP-an, leuntzeko likidoko erreaktibo kimikoek leundutako substratuaren materiala oxidatzen dute, oxido geruza biguna osatuz. Ondoren, oxido-geruza hori marruskadura mekanikoaren bidez kentzen da. Oxidazio eta kentze mekaniko prozesu hau errepikatuz leunketa eraginkorra lortzen da.

Leunketa Kimiko Mekanikoko (CMP) egungo erronkak eta arazoak:

CMP-k hainbat erronka eta arazo ditu teknologia, ekonomia eta ingurumen-iraunkortasunaren arloetan:

1) Prozesuaren koherentzia: CMP prozesuan koherentzia handia lortzea erronka izaten jarraitzen du. Ekoizpen-lerro berean ere, prozesu-parametroen aldakuntza txikiek lote edo ekipo desberdinen artean azken produktuaren koherentzian eragina izan dezakete.

2) Material berrietara moldagarritasuna: material berriak sortzen jarraitzen duten heinean, CMP teknologia haien ezaugarrietara egokitu behar da. Baliteke material aurreratu batzuk CMP prozesu tradizionalekin bateragarriak ez izatea, eta leuntzeko likido eta urratzaile moldagarriagoak garatu behar dira.

3) Tamainaren efektuak: erdieroaleen gailuen dimentsioak murrizten jarraitzen duten heinean, tamainaren efektuak eragindako arazoak nabarmenagoak dira. Dimentsio txikiagoek gainazaleko lautasun handiagoa eskatzen dute, eta CMP prozesu zehatzagoak behar dituzte.

4) Materiala kentzeko tasa kontrola: Aplikazio batzuetan, material desberdinetarako materiala kentzeko tasaren kontrol zehatza funtsezkoa da. CMPn zehar hainbat geruzatan kentzeko tasa koherenteak ziurtatzea ezinbestekoa da errendimendu handiko gailuak fabrikatzeko.

5) Ingurumenarekiko errespetua: CMPn erabiltzen diren leuntzeko likidoek eta urratzaileek ingurumenerako kaltegarriak diren osagaiak izan ditzakete. Ingurumena errespetatzen duten eta jasangarriagoak diren CMP prozesu eta materialen ikerketa eta garapena erronka garrantzitsuak dira.

6) Inteligentzia eta Automatizazioa: CMP sistemen adimen eta automatizazio maila pixkanaka hobetzen ari diren arren, produkzio ingurune konplexu eta aldakorrei aurre egin behar diete. Ekoizpenaren eraginkortasuna hobetzeko automatizazio eta monitorizazio adimentsu maila handiagoak lortzea aurre egin beharreko erronka da.

7) Kostuen kontrola: CMPk ekipamendu eta material kostu handiak dakartza. Fabrikatzaileek prozesuen errendimendua hobetu behar dute ekoizpen-kostuak murrizten ahalegintzen diren bitartean merkatuko lehiakortasuna mantentzeko.