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晶圆为什么要抛光?_外面_工艺

admin 2024-12-28 10:48:58 0

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大略说便是光刻机为了提高成像精度,捐躯了对焦能力,像新一代的EUV光刻机,数值孔径0.55,但垂直方向上的焦深,统共只有45纳米,光刻时的最佳成像区间则会更小。
如果放上去的晶圆不足平坦,厚度不平均,表面有起伏,就会导致高低处的光刻出问题。

当然也不但有光刻才会哀求晶圆表面的丝滑,还有很多造芯片的工序,都须要打磨晶圆,湿法刻蚀后要打磨,紧致堕落的粗糙面,方便涂胶沉积,浅槽隔离(STI)后要打磨,磨平多余的氧化硅完成沟槽添补,金属沉积后要打磨,去除溢出的金属层,防止器件短路。

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因此一枚芯片的出身,中间要经历很多次打磨来降落晶圆的粗糙度和高低起伏,去除表面多余的物质,其余晶圆上各种工艺问题,导致的表面毛病(defect),常常也要等到每次打磨完成后,才会暴露出来,以是卖力研磨的工程师任务重大,他们既是芯片制程中承上启下的C位,也是生产会议中接盘背锅的T位,他们既要会湿法刻蚀,又得懂物理输出,由于芯片厂最紧张的抛光技能。

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(图片来自网络侵删)

晶圆的抛光方法有哪些?

抛光工艺根据抛光液和硅片表面间的浸染在事理上可分为以下3大类。

1.机器抛光法

机器抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一样平常利用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,分外零件如回转体表面,可利用转台等赞助工具,表面质量哀求高的可采取超精研抛的方法。
超精研抛是采取特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。
利用该技能可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中高的。
光学镜片模具常采取这种方法。

2.化学抛光法

化学抛光是让材料在化学介质中表面微不雅观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。
这种方法的紧张优点是不需繁芜设备,可以抛光形状繁芜的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。
化学抛光的核心问题是抛光液的配制。
化学抛光得到的表面粗糙度一样平常为数10μm。

3.化学机器抛光法(CMP)

前两种抛光法都有自己独特的优点,若将这两种方法结合起来,则可在工艺上达到优缺互补的效果。
化学机器抛光采取将机器摩擦和化学堕落相结合的工艺,在CMP事情过程中,CMP用的抛光液中的化学试剂将使被抛光基底材料氧化,天生一层较软的氧化膜层,然后再通过机器摩擦浸染去除氧化膜层,这样通过反复的氧化成膜-机器去除过程,从而达到了有效抛光的目的。

当前化学机器抛光(CMP)领域面临一些寻衅和问题,这些问题包括技能性、经济性和环境可持续性等方面:

(1)工艺同等性:实现CMP过程的高度同等性仍旧是一个寻衅。
纵然在同一生产线上,不同批次之间或不同设备之间的工艺参数可能存在眇小差异,影响终极产品的同等性。

(2)新材料适应性:随着新材料的不断呈现,CMP技能须要不断适应新材料的特性。
一些前辈材料可能对传统CMP工艺不足兼容,须要开拓适应性更强的抛光液和磨料。

(3)尺寸效应:随着半导体器件尺寸的不断缩小,尺寸效应带来的问题变得更为显著。
在眇小尺寸下,表面平整度的哀求更高,因此须要更精密的CMP工艺。

(4)材料去除率掌握:在一些运用中,对不同材料的精确去除率掌握变得尤为关键。
确保不同层材料在CMP过程中的去除率同等性对付制造高性能器件至关主要。

(5)环境友好:CMP过程中利用的抛光液体和磨料可能包含一些环境有害的身分。
研究和开拓更环保、可持续的CMP工艺和材料是一个主要的寻衅。

(6)智能化与自动化:CMP系统的智能化和自动化程度逐渐提高,但仍需应对繁芜多变的生产环境。
如何实现更高程度的自动化和智能监测,以提高生产效率,是一个须要办理的问题。

(7)本钱掌握:CMP工艺涉及到高昂的设备和材料本钱。
制造商须要在提高工艺性能的同时,努力降落生产本钱,以保持市场竞争力。

来源:旺材芯片半导体工程师

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