Ipa lilọ pipe ti lulú alumina brown fused ninu ile-iṣẹ semiconductor
Àwọn ọ̀rẹ́ mi, lónìí a máa sọ̀rọ̀ nípa ohun tó le koko àti èyí tó rọrùn láti gbọ́—micropuwder alumina ti a fi kun alawọ eweÓ ṣeé ṣe kí o má gbọ́ nípa rẹ̀, àmọ́ àwọn ègé tó ṣe pàtàkì jùlọ àti tó rọrùn jùlọ nínú fóònù àti smartwatch rẹ, kí wọ́n tó ṣe wọ́n, ló ti ṣe é. Pípè é ní “olórí ìṣọ́ra” ti ègé náà kì í ṣe àṣejù.
Má ṣe fojú inú wò ó gẹ́gẹ́ bí ohun èlò líle bí òkúta whetstone. Nínú ayé àwọn semiconductors, ó ń ṣe ipa tó rọrùn bíi micro-sculptor tí ń lo nanoscale scalpels.
I. “Ìdánrawò Ojú” ti Chip: Kí ló dé tí fífẹ́ lílò fi ṣe pàtàkì?
Ẹ jẹ́ ká kọ́kọ́ lóye ohun kan: àwọn ìyẹ̀fun kì í hù ní tààrà lórí ilẹ̀ títẹ́jú. Wọ́n jẹ́ ìpele “tí a kọ́” lórí ìpele kan lórí ìyẹ̀fun silicon tí ó mọ́ tónítóní, títẹ́jú (ohun tí a ń pè ní “wafer”), bíi kíkọ́ ilé kan. “Ilé” yìí ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ilẹ̀, àti pé ìyípo lórí ilẹ̀ kọ̀ọ̀kan tinrin ju ìfúnpọ̀ irun ènìyàn lọ.
Nítorí náà, ìṣòro náà nìyí: nígbà tí o bá ń kọ́ ilẹ̀ tuntun, tí ìpìlẹ̀ náà—ojú ilẹ̀ tó wà tẹ́lẹ̀—kò bá tilẹ̀ dọ́gba díẹ̀, kódà pẹ̀lú ìyọrísí tó kéré bíi átọ́mù, ó lè fa kí gbogbo ilé náà wọ́, kí ó má baà yípadà, kí ó sì sọ àwọn ìyẹ̀fun náà di aláìlóǹkà. Àwọn àdánù náà kì í ṣe àwàdà.
Nítorí náà, lẹ́yìn tí a bá ti parí ilẹ̀ kọ̀ọ̀kan, a gbọ́dọ̀ ṣe “ìmọ́tótó” àti “ìwọ̀n” dáadáa. Ìlànà yìí ní orúkọ tó dára: “Planarization Chemical Mechanical,” tí a ké sí ní CMP. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé orúkọ náà dún bí ohun tó díjú, ìlànà náà kò ṣòro láti lóye: ó jẹ́ àpapọ̀ ìbàjẹ́ kẹ́míkà àti ìfọ́mọ́ ẹ̀rọ.
“Punch” kẹ́míkà náà ń lo omi ìpara pàtàkì kan láti mú kí ohun tí a fẹ́ yọ kúrò rọ̀ kí ó sì ba á jẹ́, èyí sì mú kí ó “rọ̀” sí i.
“Punch” ẹ̀rọ náà bẹ̀rẹ̀ sí í ṣiṣẹ́—àwọ̀ ewébẹ̀ corundum aláwọ̀ ilẹ̀Iṣẹ́ rẹ̀ ni láti lo àwọn ọ̀nà àgbékalẹ̀ láti “fa” ohun tí ìlànà kẹ́míkà ti “sọ di rọ̀” kúrò lọ́nà pípéye àti déédé.
O le beere pe, pelu ọpọlọpọ awọn ohun elo abrasive ti o wa, kilode ti eyi ṣe pataki? Ibẹ ni awọn agbara alailẹgbẹ rẹ wa.
II. “Lúùdù Oníná Tí Kò Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé Ṣeé”: Ọgbọ́n Àrà Ọ̀tọ̀ ti Alumina Oníná Tí A Fi Ṣẹ́ẹ́ Ṣeé ...
Nínú ilé iṣẹ́ semiconductor, lulú aláwọ̀ alumina tí a fi amúlétutù ṣe kì í ṣe ọjà lásán. Ó jẹ́ ẹ̀ka “àwọn agbára pàtàkì”, tí a yàn dáadáa tí a sì tún ṣe dáradára.
Àkọ́kọ́, ó ṣòro tó, ṣùgbọ́n kì í ṣe àìronújinlẹ̀.Alumina aláwọ̀ dúdúLíle líle rẹ̀ jẹ́ èkejì sí dáyámọ́ńdì, ó tó láti kojú àwọn ohun èlò ìyẹ̀fun tí a sábà máa ń lò bí sílíkọ́nì, sílíkọ́nì díókíìdì, àti tungsten. Ṣùgbọ́n kókó pàtàkì ni pé líle rẹ̀ jẹ́ líle “líle”. Láìdàbí àwọn ohun èlò líle kan (bí dáyámọ́ńdì) tí ó lè bàjẹ́ tí ó sì rọrùn láti fọ́ lábẹ́ ìfúnpá, alumina aláwọ̀ ilẹ̀ tí a fi sínú rẹ̀ máa ń pa ìwà títọ́ rẹ̀ mọ́ nígbà tí ó ń rí i dájú pé ó ń gé agbára rẹ̀, ó sì ń yẹra fún dídi “ohun tí ó lè pa run.”
Èkejì, ìwọ̀n pàǹtí tóóró rẹ̀ máa ń jẹ́ kí a gé e déédé. Èyí ni kókó pàtàkì jùlọ. Fojú inú wo bí a ṣe ń gbìyànjú láti fi òkìtì òkúta tó ní onírúurú ìwọ̀n ṣe é. Àwọn òkúta ńláńlá yóò fi àwọn ihò jíjìn sílẹ̀ láìsí àní-àní, nígbà tí àwọn kéékèèké lè kéré jù láti ṣiṣẹ́ lé lórí. Nínú ìlànà CMP (Chemical Mechanical Polishing), èyí kò ṣeé gbà rárá. Ẹ̀rọ alumina aláwọ̀ ilẹ̀ tí a fi amúlétutù ṣe gbọ́dọ̀ ní ìpínkiri ìwọ̀n pàǹtí tó kéré gan-an. Èyí túmọ̀ sí pé gbogbo pàǹtí tó fẹ́rẹ̀ẹ́ tó ìwọ̀n kan náà ni. Èyí máa ń rí i dájú pé ẹgbẹẹgbẹ̀rún pàǹtí micropowder ń rìn ní ìṣọ̀kan lórí ojú wafer, wọ́n sì máa ń fi ìfúnpọ̀ tó péye ṣẹ̀dá ojú tí kò ní àbùkù, kì í ṣe èyí tí a fi àmì sí. Ìpéye yìí wà ní ìpele nanometer.
Ẹ̀kẹta, ó jẹ́ ohun èlò “olóòótọ́” tí ó jẹ́ ti kẹ́míkà. Ṣíṣe ẹ̀rọ ìṣẹ́dá chip ń lo onírúurú kẹ́míkà, títí kan àyíká acidic àti alkaline. Ẹ̀rọ alumina micropowder aláwọ̀ brown jẹ́ ohun tí ó dúró ṣinṣin ní ti kẹ́míkà, kò sì rọrùn láti ṣe pẹ̀lú àwọn èròjà míràn nínú omi ìyọ́, èyí tí ó ń dènà àwọn ohun àìmọ́ tuntun láti inú rẹ̀. Ó dà bí òṣìṣẹ́ aláápọn, aláìláàánú—irú ẹni tí àwọn olórí (àwọn onímọ̀ ẹ̀rọ) fẹ́ràn.
Ẹ̀kẹrin, ìrísí rẹ̀ ṣeé ṣàkóso, ó ń mú àwọn èròjà “dídùn” jáde. Micropowder alumina aláwọ̀ dúdú aláwọ̀ dúdú tó ti pẹ́ tó sì ní àwọ̀ dúdú lè ṣàkóso “ìrísí” (tàbí “ìrísí”) àwọn èròjà náà. Nípasẹ̀ ìlànà pàtàkì kan, àwọn èròjà tí ó ní etí mímú lè yípadà sí àwọn ìrísí tí ó sún mọ́ àyíká tàbí tí ó ní polyhedral. Àwọn èròjà “dídùn” wọ̀nyí ń dín ipa “góòving” lórí ojú wafer kù nígbà tí a bá ń gé e, èyí sì ń dín ewu ìfọ́ kù gidigidi.
III. Ohun elo agbaye gidi: “Ere-ije ipalọlọ” lori laini iṣelọpọ CMP
Ní orí ìlà ìṣẹ̀dá CMP, a máa ń di àwọn wàrà náà mú dáadáa nípa lílo àwọn ohun èlò ìfọṣọ, a máa ń tẹ̀ wọ́n mọ́ orí pádì ìfọṣọ tí ń yípo. Omi ìfọṣọ tí ó ní àwọ̀ ilẹ̀ alumina micropowder aláwọ̀ ilẹ̀ ni a máa ń fọ́n sí àárín pádì ìfọṣọ àti wàrà náà nígbà gbogbo.
Ní àkókò yìí, “ìje pípéye” kan bẹ̀rẹ̀ ní ayé aláìlágbára. Àìmọye àwọn èròjà alumina micropowder aláwọ̀ ilẹ̀, lábẹ́ ìfúnpá àti yíyípo, ń ṣe àràádọ́ta ọ̀kẹ́ àwọn ìgé ìwọ̀n nanometer fún ìṣẹ́jú-àáyá kan lórí ojú wafer. Wọ́n gbọ́dọ̀ rìn ní ìṣọ̀kan, bí ẹgbẹ́ ọmọ ogun onímọ̀, wọ́n ń tẹ̀síwájú lọ́nà tí ó rọrùn, wọ́n ń “pípa” àwọn agbègbè gíga mọ́lẹ̀, wọ́n sì ń “fi àwọn agbègbè tí ó wà ní ìsàlẹ̀ sílẹ̀ ní òfo.”
Gbogbo ilana naa gbọdọ jẹ onírẹ̀lẹ̀ bi afẹfẹ orisun omi, kii ṣe iji lile. Agbara ti o pọ ju le fa tabi ṣẹda awọn kikan kekere (ti a pe ni “ibajẹ isalẹ ilẹ”); agbara ti ko to le ja si ṣiṣe ti ko dara ati da awọn iṣeto iṣelọpọ duro. Nitorinaa, iṣakoso deede lori ifọkansi, iwọn awọn patikulu, ati apẹrẹ ti micropowder alumina ti a fi sinu brown ṣe ipinnu taara ni ikore ati iṣẹ ṣiṣe ti chip ikẹhin.
Láti ìgbà tí a ti ń fi àwọn wafers silicon ṣe ìfọ́, títí dé ìfọ́ ti ìpele ìdábòbò kọ̀ọ̀kan (silicon dioxide), àti níkẹyìn sí ìfọ́ ti àwọn plugs tungsten àti àwọn wáyà bàbà tí a ń lò fún ìsopọ̀ àwọn iyika, micropowder alumina aláwọ̀ dúdú jẹ́ ohun pàtàkì nínú gbogbo ìgbésẹ̀ ìfọ́ ti a ṣe pàtàkì. Ó ń wọ inú gbogbo iṣẹ́ ṣíṣe chip, ní tòótọ́ ó jẹ́ “akọni lẹ́yìn ìṣẹ̀lẹ̀.”
IV. Àwọn Ìpèníjà àti Ọjọ́ Ọ̀la: Kò sí ohun tó dára jù, àfi ohun tó dára jù
Dájúdájú, ipa ọ̀nà yìí kò ní òpin. Bí iṣẹ́ ṣíṣe ërún ṣe ń tẹ̀síwájú láti 7nm àti 5nm sí 3nm àti àwọn ìwọ̀n kéékèèké pàápàá, àwọn ohun tí a nílò fún àwọn iṣẹ́ CMP ti dé ìpele “tí ó ga jù”. Èyí tún ń gbé àwọn ìpèníjà ńláńlá kalẹ̀ fún ẹ̀rọ micropowder aláwọ̀ aró tí a fi alumọ́nì ṣe:
Ti o dara julọ ati iṣọkan diẹ sii:Àwọn ẹ̀rọ amúlétutù ọjọ́ iwájúÓ lè nílò láti dé ìwọ̀n nanometer mẹ́wàá, pẹ̀lú ìpínkiri ìwọ̀n pàtákì kan gẹ́gẹ́ bí ẹni pé a fi lésà ṣe àtúnṣe rẹ̀.
Olùmọ́: Àwọn ohun àìmọ́ irin èyíkéyìí lè pa ènìyàn, èyí sì lè mú kí àwọn ohun tí a nílò fún ìwẹ̀nùmọ́ pọ̀ sí i.
Ìṣiṣẹ́: Ṣé “àwọn ohun èlò ìfọ́mọ́ra onímọ̀-ẹ̀rọ” yóò yọjú lọ́jọ́ iwájú? Fún àpẹẹrẹ, pẹ̀lú àwọn ojú ilẹ̀ tí a ṣe àtúnṣe pàtó, wọ́n lè yí àwọn ànímọ́ ìgékúrò padà lábẹ́ àwọn ipò pàtó kan, tàbí kí wọ́n ṣe àṣeyọrí ìfọ́mọ́ra ara-ẹni, fífún ara-ẹni ní òróró, tàbí àwọn iṣẹ́ mìíràn?
Nítorí náà, láìka ìpilẹ̀ṣẹ̀ rẹ̀ sí nínú iṣẹ́ abrasive àtijọ́, micropowder aláwọ̀ aró tí a fi alumọ́ọ́nì ṣe ti ní ìyípadà ńlá nígbà tí ó wọ inú ẹ̀ka semiconductors tó ti pẹ́ jùlọ. Kì í ṣe “hámà” mọ́, bí kò ṣe “ìṣẹ́gun nanosurgical.” Ojú dídán tí ó mọ́lẹ̀ dáadáa ti mojuto chip nínú gbogbo ẹ̀rọ itanna onígbàlódé tí a ń lò jẹ́ nítorí àìmọye àwọn pàǹtí kékeré.
Iṣẹ́ ńlá kan ni èyí tí a ṣe ní ayé aláìlágbára, àtimicropuwder alumina ti a fi kun alawọ eweLáìsí àní-àní, oníṣẹ́ ọnà alágbára tó dákẹ́ jẹ́ẹ́ ni nínú iṣẹ́ yìí.