Front-end proizvodnja (FeM) je ključni korak v procesu proizvodnje polprevodnikov. Ta faza, ki se pogosto imenuje izdelava rezin, vključuje natančno in zapleteno ravnanje z rezinami za ustvarjanje silikonskih čipov, pripravljenih za proizvodnjo. Glede na to, da se integrirana vezja (IC) merijo v nanometrih - pogosto premajhnih, da bi jih lahko videli s prostim očesom - FeM zahteva izjemno natančnost, natančnost in enakomernost. Postopek vključuje visokokakovostne postopke ter specializirane kemikalije in opremo za doseganje neverjetno tesnih toleranc.
Lapping in kemično-mehansko poliranje (CMP) sta bistvena koraka za ustvarjanje enakomerno ravne površine rezine. Po CMP rezina doseže zrcalni zaključek.
Da bi dobili popolne mehanske lastnosti gnojevke, ki se uporablja za poliranje, lahko podjetja za doziranje uporabijo brezkontaktno opremo za tehtanje in merjenje. Natančno tehtanje posameznih komponent gnojevke za poliranje je ključnega pomena, da se prepreči poškodbe rezin in opreme za obdelavo rezin. Visoko natančne tehtalne ploščadi podjetja METTLER TOLEDO omogočajo tehtanje do 300 kg z ločljivostjo do 750.000 d. Enostavna notranja nastavitev strojev zagotavlja dosledno kakovost serije. Za tehtanje rezervoarjev do 5000 kg so idealni tehtalni moduli PowerMount™ s kompaktnim indikatorjem avtomatizacije IND360. Ponujajo visoko natančnost, zanesljivost in spremljanje stanja v realnem času, ki je običajno potrebno za te procese.
Te rešitve je mogoče enostavno integrirati tudi v vaš sistem, s čimer se skrajšajo izpadi in poenostavi vaše delo med procesom integracije.
Med postopkom poliranja je nujno spremljati odstotek razpršenih trdnih snovi v mešanici gnojevke na različnih stopnjah, da se zagotovi optimalna stopnja poliranja. Analizator vlage lahko to zlahka doseže pri visoki hitrosti.
Spremljanje pH in prevodnosti gnojevke CMP je ključnega pomena za vzdrževanje stabilne koloidne gnojevke in zagotavljanje kakovosti in konsistence površine rezine. Vsaka majhna sprememba pH vpliva na kemično reaktivnost gnojevke in hitrost odstranjevanja materiala, medtem ko prevodnost pomaga spremljati električne interakcije med rezino in gnojevko. Za reševanje tega izziva METTLER TOLEDO ponuja več inline in offline senzorjevza pH in prevodnost.
Polirana rezina sama po sebi ni idealna za integrirana vezja, saj nima potrebnega oksidanta in primerne površine za jedkanje. Epitaksijalna rastna faza odlaga tanko plast silicija brez napak, ki pripravi rezino za nadaljnjo obdelavo.
Kompaktne, zanesljive, robustne in talne tehtnice METTLER TOLEDO s certifikatom IP pomagajo doseči neprekinjeno spremljanje plinov v omarah ali jeklenkah tipa Y v določenem časovnem obdobju.
Toplotna oksidacija razvije plast silicijevega dioksida na rezini, kar ustvarja odličen izolator, ki je ključnega pomena za funkcionalnost IC. Ta korak zagotavlja, da električna energija teče po pravilnih poteh znotraj čipa, kar je bistvenega pomena za delovanje naprave.
Fotolitografija pripravi rezino za jedkanje s postopkom v treh korakih:
Raven pH igra ključno vlogo med razvojem fotorezista v proizvodnji polprevodnikov. Običajno alkalna, pH raztopine razvijalca je bistvenega pomena za raztapljanje izpostavljenih fotorezistov v pozitivnih procesih ali selektivno odstranjevanje neizpostavljenih fotorezistov v negativnih procesih. Vzdrževanje doslednih ravni pH zagotavlja natančen prenos vzorcev in dosledne hitrosti razvoja, kar preprečuje premajhen ali prekomerni razvoj. Poleg tega pravilno pH ravnovesje podpira kemično stabilnost in občutljivost fotorezistnih materialov. Po razvoju raztopina za izpiranje z ustreznim pH pomaga nevtralizirati preostali razvijalec in preprečuje stranske reakcije.
Za boljši vpogled v fizikalno-kemijsko obnašanje čipov in litografije v tem koraku lahko uporabite diferencialno vrstično kalorimetrijo (DSC) in mikrotehtnice XPR.
Jedkanje, bodisi kemično (z uporabo kislin in baz) ali na osnovi plazme, odstrani izpostavljena območja silicijevega dioksida in z visoko natančnostjo prenese vzorec fotorezista na rezino.
Kemično jedkanje pogosto vključuje kisline, kot je fluorovodikova kislina ali baze, kot je kalijev hidroksid, ki določajo moč in reaktivnost raztopin. Raven pH neposredno vpliva na hitrost jedkanja: več kislih ali bazičnih raztopin se običajno hitreje jedka, medtem ko manj ekstremne ravni pH upočasnijo proces. Koncentracijo HF in HNO3 v raztopinah za jedkanje ter koncentracijo H2SiF6, ki nastane pri jedkanju, je mogoče varno določiti s titracijo z uporabo samodejnega vzorčevalnika InMotion™ , ki je povezan s linijo Titrator Excellence , da se zagotovi varnost uporabnika.
UV/Vis spektrofotometrija lahko določi, da koncentracija jedkanja ostane v želenem območju med postopkom za natančno jedkanje. Poleg tega UV/Vis spektrofotometrija pomaga pri odkrivanju končnih točk z opazovanjem sprememb v absorpciji raztopine, kar kaže, kdaj je postopek jedkanja končan.
Ionska implantacija ali difuzija se zaključi z uvedbo atomov dopanta v silicij. To zaklene električne lastnosti rezine in ustvari območja tipa n ali p na silicijevi rezini
Kemično nanašanje iz pare (CVD) ali fizično nanašanje iz pare (PVD) rezini doda tanek film materiala, ki tvori pomožne komponente integriranega vezja.
Druga faza CMP odstrani odvečni material in pripravi rezino za naslednji korak fotolitografije. Ta postopek zagotavlja končno ravnost in vzporednost rezine.
Pri kemijski mehanski planarizaciji (CMP) je pH ključnega pomena iz več razlogov. Preprečuje aglomeracijo delcev, zagotavlja stabilnost gnojevke in dosledno delovanje. Z uravnavanjem kemične aktivnosti pH omogoča učinkovito odstranjevanje materiala z nadzorovanimi reakcijami. Zagotavlja tudi enakomerno in selektivno odstranjevanje materiala, kar prispeva k gladki površini. Poleg tega pravilen pH zmanjša korozijo in napake, kar ima za posledico visokokakovostne zaključke.
Blazinica bo zdaj prejela kovinske plasti, ki bodo ustvarile električne povezave med različnimi deli vezja. Ko bodo ti vzpostavljeni, bo končna fotolitografija in postopek jedkanja popolnoma opredelil vsako kovinsko povezavo, kar bo spet zagotovilo, da bodo električni impulzi šli točno tja, kjer so potrebni.
Pri proizvodnji polprevodnikov je čiščenje med vsakim korakom postopka bistvenega pomena za ohranjanje končne kakovosti čipov. Nepravilno čiščenje lahko pusti nečistoče in ostanke, ki negativno vplivajo na naslednje korake obdelave pri izdelavi rezin in ogrozijo kakovost izdelka. METTLER TOLEDO izboljšuje ta proces z zagotavljanjem naprednih rešitev, ki izboljšujejo poslovanje proizvajalcev:
Tehtni moduli omogočajo enostavno integracijo in zagotavljajo visoko natančnost tehtanja čistilnih kemikalij. Njihovo vgrajeno spremljanje stanja daje proizvajalcem zaupanje, da njihovi sistemi delujejo zanesljivo, kar zmanjšuje tveganje poškodb rezin in opreme za obdelavo.
Z upoštevanjem priporočil dobre prakse® tehtanja lahko proizvajalci zagotovijo, da uporabljajo najprimernejše rešitve za svoje potrebe, s čimer izboljšajo operativno učinkovitost.
Z natančnim spremljanjem sestavkov čistilnih kopeli na kraju samem se lahko proizvajalci izognejo dragim korektivnim ukrepom, ki nastanejo zaradi nečistoč in ostankov, ki vplivajo na nadaljnjo obdelavo.
Avtomatizirane rešitve za titracijo poenostavijo pripravo vzorcev in odpravijo potrebo po posredovanju operaterja, kar poveča zmogljivost. Ta avtomatizacija pomaga proizvajalcem ohraniti optimalno učinkovitost čistilne raztopine brez dodatnih stroškov dela.
Z vključitvijo samodejnega razdeljevanja reagentov in odstranjevanja odpadkov lahko proizvajalci povečajo varnost z zmanjšanjem izpostavljenosti upravljavcev nevarnim kemikalijam.
Zadnji korak testiranja in pregleda je zdaj opravljen. Ta faza se bo razlikovala med proizvajalci IC, vendar običajno vključuje električni test, fizični pregled in pregled s kamero. Ti pregledi preverjajo dolgotrajne napake ali onesnaževalce, ki bi lahko škodovali funkcionalnosti IC.
Po končnem pregledu se lahko čip premakne v naslednjo fazo, zaledno izdelavo.
Na vsakem koraku front-end proizvodnje je METTLER TOLEDO tu, da vam pomaga. Naša oprema bo ustrezala zahtevam glede zmogljivosti, kakovosti in natančnosti vašega projekta.
.png/_jcr_content/renditions/cq5dam.web.1280.1280.png "Linijska pH Sonda/ORP (redoks) sonda")
Zavedamo se, da sta natančnost in zanesljivost bistvenega pomena pri vašem delu, naše rešitve pa so zasnovane tako, da vas podpirajo na vsakem koraku. Naša ekipa je predana zagotavljanju nemotenega delovanja vaše opreme, tako da se lahko osredotočite na tisto, kar je najpomembnejše – doseganje prelomnih rezultatov. Sodelujmo, da okrepimo vaša prizadevanja in spodbudimo inovacije na področju polprevodnikov.
