Front-end výroba (FeM) je zásadním krokem v procesu výroby polovodičů. Tato fáze, často nazývaná výroba waferů, zahrnuje přesnou a složitou manipulaci s wafery za účelem vytvoření křemíkových čipů připravených k výrobě. Vzhledem k tomu, že integrované obvody (IC) se měří v nanometrech – často příliš malé na to, aby je bylo možné vidět pouhým okem – FeM vyžaduje výjimečnou přesnost a jednotnost. Tento proces zahrnuje vysoce kvalitní postupy a specializované chemikálie a zařízení pro dosažení neuvěřitelně úzkých tolerancí.
Lapování a chemicko-mechanické leštění (CMP) jsou základními kroky k vytvoření rovnoměrně rovného povrchu waferu. Po CMP dosáhne wafer zrcadlového povrchu.
Aby společnosti získaly dokonalé mechanické vlastnosti suspenze používané k leštění, mohou k dávkování použít bezkontaktní vážicí a dávkovací zařízení. Přesné vážení jednotlivých složek lešticí suspenze je zásadní, aby nedošlo k poškození waferů a zařízení na jejich zpracování. Vysoce přesné váhové můstky METTLER TOLEDO umožňují vážení až 300 kg s rozlišením až 750 000 d. Snadné vnitřní nastavení strojů zajišťuje konzistentní kvalitu šarží. Pro vážení nádrží do 5000 kg jsou ideální váhové moduly PowerMount™ s kompaktním automatizačním indikátorem IND360. Nabízejí vysokou přesnost, spolehlivost a monitorování stavu v reálném čase, které je pro tyto procesy obvykle vyžadováno.
Tato řešení lze také snadno integrovat do vašeho systému, snížit prostoje a zjednodušit vaši práci během procesu integrace.
Během procesu leštění je nezbytné sledovat procento dispergovaných pevných látek ve směsi suspenze v různých fázích, aby byl zajištěn optimální stupeň leštění. Analyzátor vlhkosti toho může snadno dosáhnout vysokou rychlostí.
Sledování úrovní pH a vodivosti suspenze CMP je zásadní pro udržení stabilní koloidní suspenze a zajištění kvality a konzistence povrchu waferu. Jakákoli nepatrná změna pH má vliv na chemickou reaktivitu suspenze a rychlost odstraňování materiálu, zatímco vodivost pomáhá sledovat elektrické interakce mezi waferem a suspenzí. K řešení tohoto problému nabízí společnost METTLER TOLEDO několik inline a offline senzorů pH a konduktivity.
Leštěný wafer sám o sobě není ideální pro integrované obvody, protože postrádá požadované oxidační činidlo a vhodný povrch pro leptání. Fáze epitaxního růstu nanáší tenkou vrstvu křemíku bez vad, která připravuje wafer pro další zpracování.
Kompaktní, spolehlivé, robustní a podlahové váhy METTLER TOLEDO s certifikací IP pomáhají zajistit nepřetržité monitorování plynů ve skříních nebo lahvích typu Y po určitou dobu.
Termická oxidace zvyšuje vrstvu oxidu křemičitého na waferu, čímž vzniká vynikající izolant kritický pro funkčnost IC. Tento krok zajišťuje, že elektřina proudí v čipu správnými cestami, což je zásadní pro výkon zařízení.
Fotolitografie připravuje wafer k leptání pomocí třístupňového procesu:
Úroveň pH hraje klíčovou roli během kroku vývoje fotorezistu při výrobě polovodičů. pH roztoku vývojky, které je typicky alkalické, je nezbytné pro rozpouštění exponovaných fotorezistů v pozitivních procesech nebo pro selektivní odstraňování neexponovaných fotorezistů v negativních procesech. Udržování konzistentních hodnot pH zajišťuje přesný přenos vzorů a konzistentní rychlost vývoje, čímž se zabrání nedostatečnému nebo nadměrnému vývoji. Správná rovnováha pH navíc podporuje chemickou stabilitu a citlivost fotorezistních materiálů. Po vývoji pomáhá oplachový roztok s vhodným pH neutralizovat zbytkový vývojek a zabraňuje vedlejším reakcím.
Chcete-li získat lepší přehled o fyzikálně-chemickém chování vašich čipů a litografie během tohoto kroku, lze použít diferenciální skenovací kalorimetrii (DSC) a mikrováhy XPR.
Leptání, ať už chemické (pomocí kyselin a zásad) nebo na bázi plazmy, odstraňuje exponované oblasti oxidu křemičitého a přenáší fotorezistní vzor na wafer s vysokou přesností.
Chemické leptání často zahrnuje kyseliny, jako je kyselina fluorovodíková, nebo zásady, jako je hydroxid draselný, které určují pevnost a reaktivitu roztoků. Hladina pH přímo ovlivňuje rychlost leptání: kyselejší nebo zásadité roztoky se obvykle leptají rychleji, zatímco méně extrémní hodnoty pH proces zpomalují. Koncentraci HF a HNO3 v leptacích roztocích, stejně jako koncentraci H2SiF6, která vzniká při leptání, lze bezpečně určit titrací pomocí automatického vzorkovače InMotion™ připojeného k lince Titrator Excellence , aby byla zajištěna bezpečnost uživatele.
UV/Vis spektrofotometrie dokáže určit, že koncentrace leptání zůstává během procesu přesného leptání v požadovaném rozmezí. UV/Vis spektrofotometrie navíc pomáhá při detekci koncových bodů pozorováním změn v absorbanci roztoku, což indikuje, kdy je proces leptání dokončen.
Iontová implantace nebo difúze je dokončena zavedením atomů dopantu do křemíku. Tím se uzamknou elektrické vlastnosti waferu a vytvoří se na křemíkovém waferu oblasti typu n nebo p
Chemická depozice z plynné fáze (CVD) nebo fyzikální depozice z plynné fáze (PVD) přidává na destičku tenký film materiálu, který tvoří pomocné součásti integrovaného obvodu.
Druhá fáze CMP odstraňuje přebytečný materiál a připravuje wafer pro další fotolitografický krok. Tento proces zajišťuje konečnou rovinnost a rovnoběžnost waferu.
Při chemicko-mechanické planarizaci (CMP) je pH zásadní z několika důvodů. Zabraňuje aglomeraci částic, zajišťuje stabilitu suspenze a konzistentní výkon. Regulací chemické aktivity umožňuje pH účinné odstraňování materiálu prostřednictvím řízených reakcí. Zajišťuje také rovnoměrné a selektivní odstraňování materiálu, což přispívá k hladkému povrchu. Správné pH navíc minimalizuje korozi a vady, což vede k vysoce kvalitním povrchovým úpravám.
Podložka nyní obdrží kovové vrstvy, které vytvoří elektrické spojení mezi různými částmi obvodu. Jakmile jsou tyto zavedeny, konečný proces fotolitografie a leptání dokonale definuje každý kovový spoj, což opět zajistí, že elektrické impulsy půjdou přesně tam, kde jsou potřeba.
Při výrobě polovodičů je čištění mezi jednotlivými kroky procesu nezbytné pro zachování konečné kvality čipů. Nesprávné čištění může zanechat nečistoty a zbytky, které negativně ovlivňují další kroky zpracování při výrobě waferů a ohrožují kvalitu produktu. METTLER TOLEDO tento proces vylepšuje poskytováním pokročilých řešení, která zlepšují provoz výrobců:
Váhové moduly umožňují snadnou integraci a poskytují vysokou přesnost vážení čisticích chemikálií. Jejich vestavěné monitorování stavu dává výrobcům jistotu, že jejich systémy fungují spolehlivě, a snižuje riziko poškození waferů a zpracovatelských zařízení.
Dodržováním doporučení správné praxe vážení (GWP)® mohou výrobci zajistit, že budou používat nejvhodnější řešení pro své potřeby, a tím zlepšit provozní efektivitu.
Díky přesnému monitorování čisticích lázní na místě se výrobci mohou vyhnout nákladným nápravným opatřením, která vznikají v důsledku nečistot a zbytků ovlivňujících následné zpracování.
Automatizovaná titrační řešení zefektivňují přípravu vzorků a eliminují potřebu zásahu obsluhy, což zvyšuje kapacitu. Tato automatizace pomáhá výrobcům udržovat optimální účinnost čisticího řešení bez dodatečných mzdových nákladů.
Začleněním automatického dávkování činidel a likvidace odpadu mohou výrobci zvýšit bezpečnost tím, že minimalizují vystavení obsluhy nebezpečným chemikáliím.
Nyní je dokončen poslední krok testování a kontroly. Tato fáze se bude u jednotlivých výrobců integrovaných obvodů lišit, ale obvykle zahrnuje elektrický test, fyzickou kontrolu a kamerovou kontrolu. Tyto kontroly kontrolují přetrvávající vady nebo nečistoty, které by mohly poškodit funkčnost integrovaného obvodu.
Po finální kontrole se čip může přesunout do další fáze, back-end výroby.
Společnost METTLER TOLEDO je vám k dispozici na každém kroku front-end výroby. Naše zařízení splní požadavky na výkon, kvalitu a přesnost vašeho projektu.
.png/_jcr_content/renditions/cq5dam.web.1280.1280.png "In-line pH sonda / ORP (redox) sonda")
Chápeme, že přesnost a spolehlivost jsou pro vaši práci zásadní, a naše řešení jsou navržena tak, aby vás podporovala na každém kroku. Náš tým se zaměřuje na to, aby vaše zařízení fungovalo hladce, abyste se mohli soustředit na to, na čem záleží nejvíce – na dosažení průlomových výsledků. Pojďme společně zvýšit vaše úsilí a podpořit inovace v oblasti polovodičů.
