Жарым өткөргүчтөр өнөр жайындагы күрөң эритилген глинозем микропорошогунун так майдалоодогу ролу
Достор, бүгүн биз сиздер менен жөнөкөй жана татаал тема жөнүндө сүйлөшөбүз...күрөң эритилген глинозем микропорошогуСиз бул тууралуу укпагандырсыз, бирок телефонуңуздагы жана акылдуу саатыңыздагы эң маанилүү жана назик чиптер, алар чыгарыла электе эле, аны менен иштешкен болушу мүмкүн. Аны чиптин "башкы косметологу" деп атасак, аша чапкандык болбойт.
Аны кайчылаш таш сыяктуу орой курал катары элестетпеңиз. Жарым өткөргүчтөр дүйнөсүндө ал наноөлчөмдөгү скальпельдерди колдонгон микроскульптор сыяктуу эле назик ролду ойнойт.
I. Чиптин "бетти скульптуралоосу": Эмне үчүн майдалоо зарыл?
Келгиле, алгач бир нерсени түшүнүп алалы: чиптер түз эле тегиз жерде өспөйт. Алар имарат куруу сыяктуу өтө таза, жалпак кремний пластинасынын (биз аны "пластина" деп атайбыз) үстүнө катмар-катмар "курулат". Бул "имараттын" ондогон кабаттары бар жана ар бир кабаттагы схема адамдын чачынын калыңдыгынын миңден биринен жука.
Ошентип, көйгөй мына ушунда: жаңы пол куруп жатканда, эгерде пайдубал – мурунку полдун бети – бир аз тегиз эмес болсо, ал тургай атомдой кичинекей чыгып турган жери болсо да, бүтүндөй имараттын кыйшайышына, кыска туташуусуна жана микросхемалардын колдонууга жараксыз болуп калышына алып келиши мүмкүн. Жоготуулар тамаша эмес.
Ошондуктан, ар бир кабат бүткөндөн кийин, биз кылдат "тазалоо" жана "тегиздөө" иштерин жүргүзүшүбүз керек. Бул процесстин кооз аталышы бар: "Химиялык механикалык тегиздөө", кыскартылган түрдө CMP деп аталат. Аты татаал угулганы менен, принципти түшүнүү кыйын эмес: ал химиялык коррозия менен механикалык абразиянын айкалышы.
Химиялык "тешкич" алынып салынуучу материалды жумшартуу жана дат басуу үчүн атайын жылтыраткыч суюктукту колдонот, бул аны "жумшак" кылат.
Механикалык "муштум" ишке кирет—күрөң корунд микропорошогуАнын милдети - химиялык процесс менен "жумшартылган" материалды так жана бирдей "сырып алуу" үчүн физикалык ыкмаларды колдонуу.
Абразивдүү каражаттар ушунчалык көп болгондуктан, эмне үчүн дал ушул деп сурашыңыз мүмкүн? Анын өзгөчө сапаттары ушунда.
II. “Анчалык микрондоштурулбаган микрондоштурулган порошок”: күрөң эритилген глиноземдин уникалдуу жөндөмү
Жарым өткөргүчтөр өнөр жайында колдонулган күрөң эритилген глиноземдин микрондоштурулган порошогу кадимки продукт эмес. Бул кылдаттык менен тандалып алынган жана өркүндөтүлгөн "атайын күчтөрдүн" бирдиги.
Биринчиден, бул жетиштүү деңгээлде кыйын, бирок этиятсыздык эмес.Күрөң эритилген глиноземКатуулугу боюнча алмаздан кийинки экинчи орунда турат, ал кремний, кремний диоксиди жана вольфрам сыяктуу кеңири колдонулган сынык материалдарды иштетүүгө жетиштүү. Бирок эң негизгиси, анын катуулугу "бекем" катуулукта. Морт жана басым астында оңой сынган кээ бир катуу материалдардан (мисалы, алмаздан) айырмаланып, күрөң эритилген алюминий кычкылы кесүү күчүн камсыз кылуу менен бирге бүтүндүгүн сактайт жана "кыйратуучу элементке" айлануудан сактайт.
Экинчиден, анын тар бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү бирдей кесүүнү камсыз кылат. Бул эң маанилүү жагдай. Ар кандай өлчөмдөгү таштардын үймөгү менен баалуу нефритти жылтыратууга аракет кылып жатканыңызды элестетиңиз. Чоңураак таштар сөзсүз түрдө терең чуңкурларды калтырат, ал эми кичирээктери иштөө үчүн өтө кичинекей болушу мүмкүн. CMP (химиялык механикалык жылтыратуу) процесстеринде бул таптакыр кабыл алынгыс. Жарым өткөргүчтөрдө колдонулган күрөң эритилген алюминий кычкылынын микропорошогунун бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү өтө тар бөлүштүрүлүшү керек. Бул дээрлик бардык бөлүкчөлөрдүн өлчөмү болжол менен бирдей экенин билдирет. Бул миңдеген микропорошок бөлүкчөлөрүнүн пластинанын бетинде бирдей кыймылдап, бирдей басым жасап, кемчиликсиз бетти, чекеленген бетти эмес, түзүшүн камсыз кылат. Бул тактык нанометр деңгээлинде.
Үчүнчүдөн, ал химиялык жактан "чынчыл" агент. Чиптерди өндүрүүдө кислоталуу жана щелочтуу чөйрөлөр сыяктуу ар кандай химиялык заттар колдонулат. Күрөң эритилген глинозем микропорошогу химиялык жактан абдан туруктуу жана жылтыраткыч суюктуктагы башка компоненттер менен оңой менен реакцияга кирбейт, жаңы кошулмалардын киришине жол бербейт. Бул эмгекчил, жөнөкөй кызматкерге окшош — жетекчилер (инженерлердин) жакшы көргөн адамы.
Төртүнчүдөн, анын морфологиясы башкарылуучу, "жылмакай" бөлүкчөлөрдү пайда кылат. Өркүндөтүлгөн күрөң эритилген глинозем микропорошогу бөлүкчөлөрдүн "формасын" (же "морфологиясын") да башкара алат. Атайын процесстин жардамы менен курч четтери бар бөлүкчөлөрдү дээрлик сфералык же көп бурчтуу формага айландырууга болот. Бул "жылмакай" бөлүкчөлөр кесүү учурунда пластинанын бетине "оймоктоо" таасирин натыйжалуу түрдө азайтып, чийилип калуу коркунучун бир топ төмөндөтөт.
III. Реалдуу дүйнөдөгү колдонуу: CMP өндүрүш линиясындагы "Үнсүз жарыш".
CMP өндүрүш линиясында пластиналар вакуумдук патрондор менен бекем кармалып, бети ылдый каратып, айлануучу жылтыратуу төшөгүнө басылат. Күрөң эритилген алюминий кычкылынын микропорошогу бар жылтыратуу суюктугу жылтыратуу төшөгү менен пластинанын ортосуна тынымсыз, майда туман сыяктуу чачыратылып турат.
Бул учурда микроскопиялык дүйнөдө "так жарыш" башталат. Миллиарддаган күрөң эритилген глинозем микропорошок бөлүкчөлөрү басым жана айлануу астында пластинанын бетинде секундасына миллиондогон нанометр деңгээлиндеги кесүүлөрдү аткарышат. Алар тартиптүү армия сыяктуу бир калыпта кыймылдап, бийик жерлерди "тегиздеп", төмөн жерлерди "бош калтырышы" керек.
Бүт процесс жазгы желдей жумшак болушу керек, катуу бороон эмес. Ашыкча күч тырмап же микрожарыктарды пайда кылышы мүмкүн ("жер астындагы зыян" деп аталат); күчтүн жетишсиздиги натыйжалуулуктун төмөндүгүнө алып келет жана өндүрүш графигин бузат. Ошондуктан, күрөң эритилген глинозем микропорошогунун концентрациясын, бөлүкчөлөрүнүн өлчөмүн жана морфологиясын так көзөмөлдөө акыркы чиптин чыгышын жана иштешин түздөн-түз аныктайт.
Кремний пластиналарын баштапкы одоно жылтыратуудан баштап, ар бир изоляциялык катмарды (кремний диоксиди) тегиздөөгө жана акырында туташтыруу үчүн колдонулган вольфрам тыгындарын жана жез зымдарын жылтыратууга чейин, күрөң эритилген алюминий кычкылынын микропорошогу дээрлик ар бир маанилүү тегиздөө кадамында алмаштыргыс болуп саналат. Ал чип өндүрүүнүн бүтүндөй процессине сиңип, чындап эле "көшөгө артындагы баатырга" айланат.
IV. Кыйынчылыктар жана келечек: Эң жакшысы жок, андан да жакшысы бар
Албетте, бул жолдун аягы жок. Чип өндүрүш процесстери 7 нм жана 5 нмден 3 нмге жана андан да кичине өлчөмдөргө чейин өнүккөн сайын, CMP процесстерине коюлган талаптар "өтө" деңгээлге жетти. Бул күрөң эритилген глинозем микропорошогу үчүн ого бетер чоң кыйынчылыктарды жаратат:
Такыраак жана бирдей:Келечектеги микропорошокторондогон нанометрдик масштабга жетүү керек болушу мүмкүн, бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнүн бөлүштүрүлүшү лазер менен электен өткөндөй бирдей.
Тазалагыч: Металл иондорунун ар кандай кошулмалары өлүмгө алып келет, бул тазалык талаптарынын барган сайын жогорулашына алып келет.
Функционалдаштыруу: Келечекте "акылдуу микропорошоктор" пайда болобу? Мисалы, атайын өзгөртүлгөн беттер менен алар белгилүү бир шарттарда кесүү мүнөздөмөлөрүн өзгөртө алабы же өзүн-өзү курчутуучу, өзүн-өзү майлоочу же башка функцияларды аткара алабы?
Ошондуктан, салттуу абразивдик өнөр жайдан келип чыкканына карабастан, күрөң эритилген глинозем микропорошогу жарым өткөргүчтөрдүн алдыңкы тармагына киргенден кийин укмуштуудай өзгөрүүгө дуушар болду. Ал эми "балка" эмес, "нанохирургиялык скальпель". Биз колдонгон ар бир өнүккөн электрондук түзмөктөгү өзөк чиптин кемчиликсиз жылмакай бети сансыз майда бөлүкчөлөрдүн аркасында пайда болгон.
Бул микроскопиялык дүйнөдө жүргүзүлгөн чоң долбоор жанакүрөң эритилген глинозем микропорошогубул долбоордо, албетте, унчукпай, бирок алмаштыргыс супер уста.