Wòl Presizyon Broyage nan Mikwopoud Alumina Fizyone Brown nan Endistri Semi-kondiktè a
Zanmi m yo, jodi a nou pral pale de yon bagay ki alafwa difisil e senp—mikwopoud aliminyòm mawon fonnOu gendwa pa janm tande pale de li, men chip ki pi enpòtan ak delika nan telefòn ou ak mont entelijan ou yo, anvan menm yo te fabrike yo, pwobableman te deja fè fas ak li. Rele li "chèf estetisyen" chip la se pa yon egzajerasyon.
Pa imajine li kòm yon zouti brit tankou yon wòch file. Nan mond semi-kondiktè yo, li jwe yon wòl osi delika ke yon mikwo-eskiltè ki itilize bistouri nanoechèl.
I. "Eskilti figi" Chip la: Poukisa Grinding nesesè?
Ann konprann yon bagay anvan: chip yo pa grandi dirèkteman sou tè plat. Yo "bati" kouch pa kouch sou yon wafer silikon plat ki trè pi (sa nou rele yon "wafer"), tankou lè n ap konstwi yon bilding. "Bilding" sa a gen plizyè douzèn etaj, epi sikui ki sou chak etaj yo pi mens pase yon milyèm epesè yon cheve moun.
Men pwoblèm nan: lè w ap bati yon nouvo etaj, si fondasyon an—sifas etaj anvan an—menm yon ti kras inegal, menm avèk yon ti pwent ki soti tankou yon atòm, sa ka lakòz tout bilding lan vin kwochi, fè kous kout, epi rann chip yo initil. Pèt yo pa yon jwèt.
Se poutèt sa, apre chak etaj fini, nou dwe fè yon "netwayaj" ak yon "nivelman" apwofondi. Pwosesis sa a gen yon non konplike: "Planarizasyon Chimik Mekanik," abreje kòm CMP. Malgre ke non an sanble konplike, prensip la pa difisil pou konprann: li se yon konbinezon korozyon chimik ak fwotman mekanik.
"Pwenson" chimik la sèvi ak yon likid polisaj espesyal pou adousi epi korode materyèl ki pral retire a, pou fè l pi "mou".
"Koupon" mekanik la antre an jwèt—mikwopoud korundum mawonTravay li se sèvi ak metòd fizik pou "grate" avèk presizyon e inifòm materyèl ki te "ramoli" pa pwosesis chimik la.
Ou ta ka mande tèt ou, avèk tout abrazif sa yo ki disponib, poukisa youn sa a an patikilye? Se la kalite eksepsyonèl li yo antre an jwèt.
II. "Poud Mikronize Ki Pa Tèlman Mikronize": Konpetans Inik Alumina Mawon Fonn
Nan endistri semi-kondiktè a, poud mikronize aliminyòm mawon ki itilize a pa yon pwodwi òdinè. Se yon inite "fòs espesyal", ki te chwazi ak rafine ak anpil atansyon.
Premyèman, li ase difisil, men se pa ensousyan.Aliminyòm mawon fonnDite a se dezyèm apre dyaman, plis pase ase pou jere materyèl chip yo itilize souvan tankou silikon, diyoksid silikon, ak tengstèn. Men, kle a se ke dite li se yon dite "solid". Kontrèman ak kèk materyèl ki pi di (tankou dyaman) ki frajil epi ki fasil pou kraze anba presyon, aliminyòm mawon fonn kenbe entegrite li pandan l ap asire fòs koupe, evite vin tounen yon "eleman destriktif".
Dezyèmman, gwosè patikil li yo ki etwat asire yon koupe inifòm. Sa a se pwen ki pi enpòtan an. Imajine w ap eseye poli yon jad presye ak yon pil wòch diferan gwosè. Pi gwo wòch yo ta inevitableman kite twou byen fon, alòske pi piti yo ta ka twò piti pou travay sou yo. Nan pwosesis CMP (Polisaj Chimik Mekanik), sa pa akseptab ditou. Mikwopoud aliminyòm mawon ki itilize nan semi-kondiktè yo dwe gen yon distribisyon gwosè patikil ki trè etwat. Sa vle di ke prèske tout patikil yo gen apeprè menm gwosè a. Sa asire ke plizyè milye patikil mikwopoud deplase ansanm sou sifas waf la, aplike yon presyon inifòm pou kreye yon sifas san defo, pa yon sifas ki gen mak. Presizyon sa a nan nivo nanomèt.
Twazyèmman, li se yon ajan "onèt" chimikman. Fabrikasyon chip itilize yon gran varyete pwodui chimik, tankou anviwònman asid ak alkalin. Mikwopoud aliminyòm mawon an trè estab chimikman epi li pa reyaji fasilman ak lòt konpozan nan likid polisaj la, sa ki anpeche entwodiksyon nouvo enpurte. Li tankou yon anplwaye ki travay di, ki pa gen pretansyon—kalite moun bòs (enjenyè) renmen.
Katriyèmman, mòfoloji li ka kontwole, sa ki pwodui patikil "lis". Mikwopoud aliminyòm mawon avanse ka menm kontwole "fòm" (oswa "mòfoloji") patikil yo. Atravè yon pwosesis espesyal, patikil ki gen bor byen file yo ka transfòme an fòm prèske esferik oswa poliedrik. Patikil "lis" sa yo efektivman diminye efè "rainur" sou sifas waf la pandan koupe a, sa ki diminye risk reyur anpil.
III. Aplikasyon nan mond reyèl la: "Kous silansye" a sou liy pwodiksyon CMP a
Sou liy pwodiksyon CMP a, waf yo byen kenbe an plas pa mandrin vakyòm, sifas la anba, epi yo peze yo sou yon kousen polisaj k ap vire. Yo flite likid polisaj ki gen mikwopoud aliminyòm mawon ki fonn kontinyèlman, tankou yon bwouya amann, ant kousen polisaj la ak waf la.
Nan pwen sa a, yon "kous presizyon" nan mond mikwoskopik la kòmanse. Plizyè milya patikil mikwopoud aliminyòm mawon ki fonn, anba presyon ak wotasyon, fè plizyè milyon koupe nan nivo nanomèt pa segonn sou sifas waf la. Yo dwe deplase ansanm, tankou yon lame disipline, avanse san pwoblèm, "aplati" zòn ki wo yo epi "kite vid" zòn ki ba yo.
Pwosesis la an antye dwe dous tankou yon ti van prentan, pa yon gwo tanpèt. Twòp fòs ka grate oswa kreye mikwo-fant (yo rele "domaj anba tè"); fòs ensifizan mennen nan yon efikasite ki ba epi deranje orè pwodiksyon yo. Se poutèt sa, yon kontwòl presi sou konsantrasyon, gwosè patikil, ak mòfoloji mikwo-poud aliminyòm mawon ki fonn nan detèmine dirèkteman rannman ak pèfòmans final chip la.
Depi premye polisaj brit wafer silikon yo, rive nan planarizasyon chak kouch izolan (diyoksid silikon), epi finalman rive nan polisaj ploge tengstèn ak fil kwiv yo itilize pou konekte sikwi yo, mikwopoud aliminyòm mawon fonn endispansab nan prèske chak etap planarizasyon kritik. Li penetre tout pwosesis fabrikasyon chip la, vrèman yon "ewo dèyè sèn nan".
IV. Defi ak lavni: Pa gen pi bon, se sèlman pi bon ki genyen
Natirèlman, chemen sa a pa gen fen. Pandan pwosesis fabrikasyon chip yo ap avanse soti nan 7nm ak 5nm pou rive nan 3nm e menm gwosè ki pi piti, egzijans pou pwosesis CMP yo rive nan yon nivo "ekstrèm". Sa prezante defi ki pi gwo toujou pou mikwopoud aliminyòm mawon ki fonn:
Pi rafine ak pi inifòm:Mikwopoud nan lavnika bezwen rive nan echèl plizyè dizèn nanomèt, ak yon distribisyon gwosè patikil inifòm tankou si yo te tamize pa yon lazè.
Netwayaj: Nenpòt enpurte iyon metal yo fatal, sa ki mennen nan egzijans pite ki pi wo chak jou.
Fonksyonalizasyon: Èske "mikwopoud entelijan" ap parèt nan lavni? Pa egzanp, avèk sifas espesyalman modifye, yo te kapab chanje karakteristik koupe anba kondisyon espesifik, oswa reyalize oto-file, oto-lubrifyan, oswa lòt fonksyon?
Se poutèt sa, malgre orijin li nan endistri abrazif tradisyonèl la, mikwopoud aliminyòm mawon ki fonn nan fonn nan te sibi yon transfòmasyon mayifik yon fwa li antre nan domèn dènye kri semi-kondiktè yo. Li pa yon "mato" ankò, men yon "bistouri nanochiriji". Sifas ki parfe lis chip santral la nan chak aparèy elektwonik avanse nou itilize a dwe egzistans li a inonbrabl ti patikil yo.
Sa a se yon gwo pwojè ki fèt nan mond mikwoskopik la, epimikwopoud aliminyòm mawon fonnse san dout yon atizan silansye men endispansab nan pwojè sa a.