சிலிக்கான் வேஃபர் CMP பாலிஷிங் ஸ்லரி என்றால் என்ன?

சிலிக்கான் வேஃபர் CMP (கெமிக்கல் மெக்கானிக்கல் பிளானரைசேஷன்) பாலிஷ் ஸ்லரி என்பது குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்பாட்டில் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்றுகள் (IC கள்) மற்றும் மைக்ரோசிப்களை உருவாக்கப் பயன்படும் சிலிக்கான் செதில்கள் - உற்பத்தியின் அடுத்த கட்டங்களுக்குத் தேவையான மென்மையின் சரியான நிலைக்கு மெருகூட்டப்படுவதை உறுதி செய்வதில் இது முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. இந்த கட்டுரையில், பங்கு பற்றி ஆராய்வோம்CMP குழம்புசிலிக்கான் செதில் செயலாக்கத்தில், அதன் கலவை, அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது மற்றும் ஏன் குறைக்கடத்தி தொழிலுக்கு இன்றியமையாதது.

CMP பாலிஷிங் என்றால் என்ன?

CMP குழம்பு பற்றிய பிரத்தியேகங்களுக்கு நாம் முழுக்கு முன், CMP செயல்முறையைப் புரிந்துகொள்வது அவசியம். CMP என்பது சிலிக்கான் செதில்களின் மேற்பரப்பைத் திட்டமிடுவதற்கு (மென்மையாக்க) பயன்படுத்தப்படும் இரசாயன மற்றும் இயந்திர செயல்முறைகளின் கலவையாகும். செதில் குறைபாடுகள் இல்லாதது மற்றும் ஒரு சீரான மேற்பரப்பைக் கொண்டிருப்பதை உறுதி செய்வதற்கு இந்த செயல்முறை முக்கியமானது, இது மெல்லிய படங்களின் அடுத்தடுத்த படிவு மற்றும் ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளின் அடுக்குகளை உருவாக்கும் பிற செயல்முறைகளுக்கு அவசியம்.

CMP மெருகூட்டல் பொதுவாக ஒரு சுழலும் தட்டின் மீது மேற்கொள்ளப்படுகிறது, அங்கு ஒரு சிலிக்கான் செதில் வைக்கப்பட்டு சுழலும் பாலிஷ் திண்டுக்கு எதிராக அழுத்தப்படுகிறது. இயந்திர சிராய்ப்பு மற்றும் செதில் மேற்பரப்பில் இருந்து பொருட்களை அகற்றுவதற்குத் தேவையான இரசாயன எதிர்வினைகள் இரண்டையும் எளிதாக்க, செயல்முறையின் போது குழம்பு செதில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

CMP பாலிஷ் ஸ்லரி என்பது சிராய்ப்புத் துகள்கள் மற்றும் இரசாயன முகவர்களின் இடைநீக்கம் ஆகும், அவை விரும்பிய செதில் மேற்பரப்பு பண்புகளை அடைய ஒன்றாக வேலை செய்கின்றன. CMP செயல்பாட்டின் போது மெருகூட்டல் திண்டுக்கு குழம்பு பயன்படுத்தப்படுகிறது, அங்கு அது இரண்டு முதன்மை செயல்பாடுகளை செய்கிறது:

• இயந்திர சிராய்ப்பு: குழம்பில் உள்ள சிராய்ப்பு துகள்கள் செதில்களின் மேற்பரப்பில் ஏதேனும் குறைபாடுகள் அல்லது முறைகேடுகளை உடல் ரீதியாக அரைத்துவிடும்.
• இரசாயன எதிர்வினை: குழம்பில் உள்ள இரசாயன முகவர்கள் மேற்பரப்புப் பொருளை மாற்றியமைக்க உதவுகின்றன, அகற்றுவதை எளிதாக்குகிறது, பாலிஷ் பேடில் உள்ள தேய்மானத்தைக் குறைக்கிறது மற்றும் செயல்முறையின் ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேம்படுத்துகிறது.

சிலிக்கான் வேஃபர் CMP ஸ்லரியின் முக்கிய கூறுகள்

CMP குழம்பு கலவையானது சிராய்ப்பு நடவடிக்கை மற்றும் இரசாயன தொடர்பு ஆகியவற்றின் சரியான சமநிலையை அடைய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. முக்கிய கூறுகள் அடங்கும்:

1. சிராய்ப்பு துகள்கள்

சிராய்ப்பு துகள்கள் குழம்புகளின் முக்கிய உறுப்பு ஆகும், இது மெருகூட்டல் செயல்முறையின் இயந்திர அம்சத்திற்கு பொறுப்பாகும். இந்த துகள்கள் பொதுவாக அலுமினா (Al2O3), சிலிக்கா (SiO2) அல்லது செரியா (CeO2) போன்ற பொருட்களால் ஆனவை. சிராய்ப்பு துகள்களின் அளவு மற்றும் வகை பயன்பாடு மற்றும் மெருகூட்டப்படும் செதில் வகையைப் பொறுத்து மாறுபடும். துகள் அளவு பொதுவாக 50 nm முதல் பல மைக்ரோமீட்டர்கள் வரை இருக்கும்.

• அலுமினா அடிப்படையிலான குழம்புகள்ஆரம்ப திட்டமிடல் நிலைகள் போன்ற கரடுமுரடான மெருகூட்டலுக்கு பெரும்பாலும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
• சிலிக்கா அடிப்படையிலான குழம்புகள்நன்றாக மெருகூட்டுவதற்கு விரும்பப்படுகிறது, குறிப்பாக மிகவும் மென்மையான மற்றும் குறைபாடு இல்லாத மேற்பரப்பு தேவைப்படும் போது.
• செரியா அடிப்படையிலான குழம்புகள்மேம்பட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்தி செயல்முறைகளில் தாமிரம் போன்ற பொருட்களை மெருகூட்ட சில நேரங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

2. இரசாயன முகவர்கள் (உருவிகள்)

குழம்பில் உள்ள இரசாயன முகவர்கள் செதில்களின் மேற்பரப்பை மாற்றுவதன் மூலம் இரசாயன-இயந்திர மெருகூட்டல் செயல்முறையை எளிதாக்குகிறது. இந்த முகவர்களில் அமிலங்கள், தளங்கள், ஆக்ஸிஜனேற்றிகள் அல்லது சிக்கலான முகவர்கள் தேவையற்ற பொருட்களை அகற்ற அல்லது செதில்களின் மேற்பரப்பு பண்புகளை மாற்ற உதவும்.

உதாரணமாக:

• ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு (H2O2) போன்ற ஆக்சிஜனேற்றிகள் செதில்களில் உலோக அடுக்குகளை ஆக்சிஜனேற்றம் செய்ய உதவுகின்றன, மேலும் அவற்றை மெருகூட்டுவதை எளிதாக்குகிறது.
• செலேட்டிங் முகவர்கள் உலோக அயனிகளுடன் பிணைக்கப்பட்டு தேவையற்ற உலோக மாசுபாட்டைத் தடுக்க உதவும்.

செதில்களில் மெருகூட்டப்படும் குறிப்பிட்ட பொருட்கள் மற்றும் அடுக்குகளுக்கு ஏற்றவாறு, உராய்வு மற்றும் இரசாயன வினைத்திறன் ஆகியவற்றின் சரியான சமநிலையை அடைவதற்கு, குழம்புகளின் வேதியியல் கலவை கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்படுகிறது.

3. pH அட்ஜஸ்டர்கள்

சிஎம்பி மெருகூட்டலின் போது ஏற்படும் இரசாயன எதிர்வினைகளில் குழம்பின் pH குறிப்பிடத்தக்க பங்கு வகிக்கிறது. எடுத்துக்காட்டாக, அதிக அமிலத்தன்மை அல்லது கார சூழல் செதில் மீது சில உலோகங்கள் அல்லது ஆக்சைடு அடுக்குகளின் கரைப்பை மேம்படுத்தும். pH அட்ஜஸ்டர்கள் செயல்திறனை மேம்படுத்த, குழம்பின் அமிலத்தன்மை அல்லது காரத்தன்மையை நன்றாக மாற்றியமைக்கப் பயன்படுகிறது.

4. சிதறல்கள் மற்றும் நிலைப்படுத்திகள்

சிராய்ப்புத் துகள்கள் குழம்பு முழுவதும் ஒரே சீராக விநியோகிக்கப்படுவதை உறுதிசெய்யவும், அவை ஒன்றிணைக்காமல் இருக்கவும், சிதறல்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன. இந்த சேர்க்கைகள் குழம்புகளை நிலைப்படுத்தவும் அதன் அடுக்கு ஆயுளை மேம்படுத்தவும் உதவுகின்றன. சீரான மெருகூட்டல் முடிவுகளை அடைவதற்கு குழம்புகளின் நிலைத்தன்மை முக்கியமானது.

CMP பாலிஷிங் ஸ்லரி எப்படி வேலை செய்கிறது?

CMP செயல்முறையானது மேற்பரப்பு திட்டமிடலை அடைய இயந்திர மற்றும் இரசாயன நடவடிக்கைகளை இணைப்பதன் மூலம் செயல்படுகிறது. ஸ்லரியை செதில் பயன்படுத்தும்போது, ​​சிராய்ப்பு துகள்கள் மேற்பரப்புப் பொருளை அரைத்து விடுகின்றன, அதே சமயம் இரசாயன முகவர்கள் மேற்பரப்புடன் வினைபுரிந்து அதை எளிதாக மெருகூட்டக்கூடிய வகையில் மாற்றும். சிராய்ப்புத் துகள்களின் இயந்திரச் செயல்பாடு, பொருளின் அடுக்குகளை உடல் ரீதியாகத் துடைப்பதன் மூலம் செயல்படுகிறது, அதே நேரத்தில் ஆக்சிஜனேற்றம் அல்லது பொறித்தல் போன்ற இரசாயன எதிர்வினைகள் சில பொருட்களை மென்மையாக்குகின்றன அல்லது கரைத்து, அவற்றை அகற்றுவதை எளிதாக்குகின்றன.

சிலிக்கான் வேஃபர் செயலாக்கத்தின் பின்னணியில், CMP பாலிஷ் ஸ்லரி பின்வரும் நோக்கங்களை அடையப் பயன்படுத்தப்படுகிறது:

• தட்டையான தன்மை மற்றும் வழுவழுப்பு: ஃபோட்டோலித்தோகிராபி மற்றும் டெபாசிஷன் போன்ற சிப் தயாரிப்பில் அடுத்தடுத்த படிகளுக்கு செதில் ஒரு சீரான, குறைபாடு இல்லாத மேற்பரப்பைக் கொண்டிருப்பதை உறுதிசெய்வது அவசியம்.
• பொருள் அகற்றுதல்: செதில் மேற்பரப்பில் இருந்து தேவையற்ற படங்கள், ஆக்சைடுகள் அல்லது உலோக அடுக்குகளை அகற்ற குழம்பு உதவுகிறது.
• குறைக்கப்பட்ட மேற்பரப்பு குறைபாடுகள்: சரியான குழம்பு கலவையானது, ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட சுற்றுகளின் செயல்திறனை எதிர்மறையாக பாதிக்கக்கூடிய அரிப்பு, குழி மற்றும் பிற குறைபாடுகளைக் குறைக்க உதவுகிறது.

வெவ்வேறு குறைக்கடத்தி பொருட்களுக்கு வெவ்வேறு CMP குழம்புகள் தேவைப்படுகின்றன, ஏனெனில் ஒவ்வொரு பொருளும் தனித்துவமான இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் ஈடுபட்டுள்ள சில முக்கிய பொருட்கள் மற்றும் அவற்றை மெருகூட்டுவதற்கு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குழம்பு வகைகள்:

1. சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு (SiO2)

குறைக்கடத்தி உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் பொதுவான பொருட்களில் சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு ஒன்றாகும். சிலிக்கான் டை ஆக்சைடு அடுக்குகளை மெருகூட்டுவதற்கு சிலிக்கா அடிப்படையிலான CMP குழம்புகள் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த குழம்புகள் பொதுவாக லேசானவை மற்றும் ஒரு மென்மையான மேற்பரப்பை உருவாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் அடித்தள அடுக்குகளுக்கு சேதத்தை குறைக்கின்றன.

2. தாமிரம்

தாமிரம் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் அதன் மென்மையான மற்றும் ஒட்டும் தன்மை காரணமாக அதன் CMP செயல்முறை மிகவும் சிக்கலானது. தாமிரம் மற்றும் பிற உலோகங்களை மெருகூட்டுவதில் செரியா மிகவும் பயனுள்ளதாக இருப்பதால், செப்பு CMP குழம்புகள் பொதுவாக செரியா அடிப்படையிலானவை. அதிகப்படியான தேய்மானம் அல்லது சுற்றியுள்ள மின்கடத்தா அடுக்குகளுக்கு சேதம் ஏற்படுவதைத் தவிர்க்கும் அதே வேளையில், செப்புப் பொருட்களை அகற்றுவதற்காக இந்த குழம்புகள் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

3. டங்ஸ்டன் (W)

டங்ஸ்டன் என்பது செமிகண்டக்டர் சாதனங்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் மற்றொரு பொருள், குறிப்பாக தொடர்பு வழியாகவும் நிரப்புதல் வழியாகவும் பயன்படுத்தப்படுகிறது. டங்ஸ்டன் CMP குழம்புகள் பெரும்பாலும் சிலிக்கா போன்ற சிராய்ப்பு துகள்கள் மற்றும் அடிப்படை அடுக்குகளை பாதிக்காமல் டங்ஸ்டனை அகற்ற வடிவமைக்கப்பட்ட குறிப்பிட்ட இரசாயன முகவர்களைக் கொண்டிருக்கும்.

CMP பாலிஷிங் ஸ்லரி ஏன் முக்கியம்?

சிஎம்பி குழம்பு சிலிக்கான் செதில்களின் மேற்பரப்பு அழகியதாக இருப்பதை உறுதி செய்வதில் ஒருங்கிணைந்ததாகும், இது இறுதி குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் செயல்பாடு மற்றும் செயல்திறனை நேரடியாக பாதிக்கிறது. குழம்பு கவனமாக வடிவமைக்கப்படாவிட்டால் அல்லது பயன்படுத்தப்படாவிட்டால், அது குறைபாடுகள், மோசமான மேற்பரப்பு தட்டையானது அல்லது மாசுபடுவதற்கு வழிவகுக்கும், இவை அனைத்தும் மைக்ரோசிப்களின் செயல்திறனை சமரசம் செய்து உற்பத்தி செலவுகளை அதிகரிக்கும்.

உயர்தர CMP குழம்பைப் பயன்படுத்துவதன் சில நன்மைகள் பின்வருமாறு:

• மேம்படுத்தப்பட்ட வேஃபர் மகசூல்: முறையான மெருகூட்டல் அதிக செதில்கள் தேவையான விவரக்குறிப்புகளை பூர்த்தி செய்வதை உறுதி செய்கிறது, குறைபாடுகளின் எண்ணிக்கையைக் குறைத்து ஒட்டுமொத்த மகசூலை மேம்படுத்துகிறது.
• அதிகரித்த செயல்முறை செயல்திறன்: சரியான குழம்பு மெருகூட்டல் செயல்முறையை மேம்படுத்துகிறது, செதில் தயாரிப்பில் தொடர்புடைய நேரத்தையும் செலவையும் குறைக்கிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட சாதன செயல்திறன்: ஒரு மென்மையான மற்றும் சீரான செதில் மேற்பரப்பு ஒருங்கிணைந்த மின்சுற்றுகளின் செயல்திறனுக்கு முக்கியமானது, செயலாக்க சக்தி முதல் ஆற்றல் திறன் வரை அனைத்தையும் பாதிக்கிறது.