Na het aanbrengen van een nieuw laagje tijdens de chipfabricage is het vaak nodig om het oppervlak netjes vlak te polijsten. Dit levert echter het gevaar op van krassen en haarscheurtjes. KU Leuven-promovenda Silvia Armini keek of ze de deeltjes in de polijst-slurry minder agressief kon maken terwijl ze toch goed hun werk doen. Deeltjes samengesteld uit een zachte kern en harde buitenkant bleken de klus te kunnen klaren.
Chipmakers bouwen hun microstructuren door materiaallaag op materiaallaag te stapelen. Als zo‘n laag wordt aangebracht over de onderliggende structuren, ontstaat er vaak een reliëf. Tijdens chipfabricage is echter een glad oppervlak nodig, omdat de lithografiemachine een vast brandpunt heeft. Daarom gebruikt de halfgeleiderindustrie een combinatie van mechanisch polijsten en chemisch etsen om mooi vlakke oppervlaktes te krijgen, een proces dat bekendstaat als chemical-mechanical planarization (CMP). Hierbij wrijft een ronddraaiende schijf een suspensie van bijtende stoffen en harde submicrometerdeeltjes over de wafer. Dit proces is vergelijkbaar met de afwas doen: de afwasborstel en het afwasmiddel hebben samen veel meer effect dan apart.
De korreltjes in de slurry die de halfgeleiderindustrie gebruikt, zijn vaak van siliciumoxide. Deze harde deeltjes halen snel materiaal weg. Een nadeel is echter dat ze ook krassen in het oppervlak kunnen maken. Daarnaast kunnen ze door de druk van het polijsten haarscheurtjes veroorzaken. Naarmate de afmetingen van chipstructuren krimpen, gaan deze beschadigingen een steeds grotere rol spelen. Vandaar dat de industrie naarstig op zoek is naar manieren om dit proces te verbeteren. In Leuven boog de Italiaanse promovenda Silvia Armini zich de afgelopen vier jaar over een alternatief voor de silicadeeltjes dat minder snel schade toebrengt. Belangrijke eis: ze moeten wel snel genoeg materiaal blijven verwijderen, want de slurry is niet goedkoop, dus de polijststap moet zo kort mogelijk duren.
This article is exclusively available to premium members of Bits&Chips. Already a premium member? Please log in. Not yet a premium member? Become one for just €20 for the first year and enjoy all the benefits.