सिलिकन वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरी के हो?

सिलिकन वेफर सीएमपी (केमिकल मेकानिकल प्लानराइजेशन) पॉलिशिंग स्लरी अर्धचालक निर्माण प्रक्रियामा एक महत्वपूर्ण घटक हो। यसले सिलिकन वेफर्स - एकीकृत सर्किटहरू (ICs) र माइक्रोचिपहरू सिर्जना गर्न प्रयोग गरिन्छ - उत्पादनको अर्को चरणहरूको लागि आवश्यक चिकनीपनको सही स्तरमा पालिश गरिएको छ भनेर सुनिश्चित गर्न महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यस लेखमा, हामी को भूमिका अन्वेषण गर्नेछौंCMP स्लरीसिलिकन वेफर प्रशोधनमा, यसको संरचना, यसले कसरी काम गर्छ, र यो अर्धचालक उद्योगको लागि किन अपरिहार्य छ।

CMP पॉलिशिंग के हो?

हामीले सीएमपी स्लरीको विवरणहरूमा डुब्नु अघि, सीएमपी प्रक्रिया आफैं बुझ्न आवश्यक छ। CMP रासायनिक र मेकानिकल प्रक्रियाहरूको संयोजन हो जुन सिलिकन वेफर्सको सतहलाई प्लानराइज (स्मूथ आउट) गर्न प्रयोग गरिन्छ। यो प्रक्रिया वेफर दोषहरूबाट मुक्त छ र एक समान सतह छ, जुन पातलो फिल्महरू र एकीकृत सर्किटहरूको तहहरू निर्माण गर्ने अन्य प्रक्रियाहरूको पछि जम्मा गर्न आवश्यक छ भनेर सुनिश्चित गर्न महत्त्वपूर्ण छ।

सीएमपी पालिसिङ सामान्यतया घुमाउने प्लेटमा गरिन्छ, जहाँ सिलिकन वेफरलाई ठाउँमा राखिन्छ र घुमाउने पालिसिङ प्याडमा थिचिन्छ। मेकानिकल घर्षण र वेफर सतहबाट सामग्री हटाउन आवश्यक रासायनिक प्रतिक्रिया दुवैलाई सहज बनाउन प्रक्रियाको क्रममा वेफरमा स्लरी लागू गरिन्छ।

CMP पॉलिशिंग स्लरी घर्षण कण र रासायनिक एजेन्टहरूको निलम्बन हो जुन वांछित वेफर सतह विशेषताहरू प्राप्त गर्न सँगै काम गर्दछ। स्लरी CMP प्रक्रियाको क्रममा पॉलिशिंग प्याडमा लागू गरिन्छ, जहाँ यसले दुई प्राथमिक कार्यहरू गर्दछ:

• मेकानिकल घर्षण: स्लरीमा रहेका घर्षण कणहरूले वेफरको सतहमा कुनै पनि त्रुटि वा अनियमितताहरूलाई शारीरिक रूपमा पीस्छन्।
• रासायनिक प्रतिक्रिया: स्लरीमा भएका रासायनिक एजेन्टहरूले सतह सामग्रीलाई परिमार्जन गर्न मद्दत गर्दछ, यसलाई हटाउन सजिलो बनाउँदछ, पालिश प्याडमा लुगा कम गर्न र प्रक्रियाको समग्र दक्षता सुधार गर्दछ।

सिलिकन वेफर सीएमपी स्लरी को मुख्य घटक

CMP स्लरीको संरचना घर्षण कार्य र रासायनिक अन्तरक्रियाको सही सन्तुलन प्राप्त गर्न डिजाइन गरिएको हो। मुख्य घटकहरू समावेश छन्:

1. घर्षण कणहरू

घर्षण कणहरू स्लरीको मुख्य तत्व हुन्, पालिश प्रक्रियाको मेकानिकल पक्षको लागि जिम्मेवार। यी कणहरू सामान्यतया एल्युमिना (Al2O3), सिलिका (SiO2), वा सेरिया (CeO2) जस्ता सामग्रीबाट बनेका हुन्छन्। एब्रेसिभ कणहरूको साइज र प्रकार एप्लिकेसन र पालिश गरिएको वेफरको प्रकारमा निर्भर गर्दछ। कण आकार सामान्यतया 50 एनएम देखि धेरै माइक्रोमिटर को दायरा मा छ।

• एल्युमिना-आधारित स्लरीहरूप्रायः मोटे पालिशको लागि प्रयोग गरिन्छ, जस्तै प्रारम्भिक प्लानराइजेशन चरणहरूमा।
• सिलिका-आधारित स्लरीहरूराम्रो पालिश गर्न रुचाइन्छ, विशेष गरी जब धेरै चिल्लो र दोष-रहित सतह आवश्यक हुन्छ।
• Ceria-आधारित स्लरीहरूकहिलेकाहीँ उन्नत अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाहरूमा तामा जस्ता सामग्रीहरू पालिश गर्न प्रयोग गरिन्छ।

२. केमिकल एजेन्ट (अभिकर्मक)

स्लरीमा रहेका रासायनिक एजेन्टहरूले वेफरको सतह परिमार्जन गरेर रासायनिक-मेकानिकल पालिश गर्ने प्रक्रियालाई सहज बनाउँछन्। यी एजेन्टहरूले एसिड, आधारहरू, अक्सिडाइजरहरू, वा जटिल एजेन्टहरू समावेश गर्न सक्छन् जसले अनावश्यक सामग्रीहरू हटाउन वा वेफरको सतह विशेषताहरू परिमार्जन गर्न मद्दत गर्दछ।

उदाहरणका लागि:

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2) जस्ता अक्सिडाइजरहरूले वेफरमा धातुको तहहरूलाई अक्सिडाइज गर्न मद्दत गर्दछ, तिनीहरूलाई पालिश गर्न सजिलो बनाउँदछ।
• चेलेटिंग एजेन्टहरूले धातु आयनहरूमा बाँध्न सक्छ र अनावश्यक धातु प्रदूषण रोक्न मद्दत गर्दछ।

स्लरीको रासायनिक संरचनालाई घर्षण र रासायनिक प्रतिक्रियाको सही सन्तुलन प्राप्त गर्न सावधानीपूर्वक नियन्त्रण गरिन्छ, विशेष सामग्री र तहहरू वेफरमा पालिश गरिँदै छ।

3. pH समायोजकहरू

CMP पालिश गर्ने क्रममा हुने रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा स्लरीको pH ले महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। उदाहरणका लागि, अत्यधिक अम्लीय वा क्षारीय वातावरणले वेफरमा केही धातु वा अक्साइड तहहरूको विघटन बढाउन सक्छ। pH समायोजकहरू स्लरीको अम्लता वा क्षारीयतालाई राम्रोसँग प्रदर्शन गर्न प्रयोग गरिन्छ।

4. Dispersants र Stabilizers

घर्षण कणहरू स्लरीमा समान रूपमा वितरित रहन र जम्मा नहुने सुनिश्चित गर्न, डिस्पर्सेन्टहरू थपिन्छन्। यी additives ले स्लरी स्थिर गर्न र यसको शेल्फ जीवन सुधार गर्न मद्दत गर्दछ। लगातार पालिश गर्ने परिणामहरू प्राप्त गर्नको लागि स्लरीको स्थिरता महत्त्वपूर्ण छ।

सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीले कसरी काम गर्छ?

CMP प्रक्रियाले सतह प्लानराइजेशन प्राप्त गर्न मेकानिकल र रासायनिक कार्यहरू संयोजन गरेर काम गर्दछ। जब स्लरी वेफरमा लगाइन्छ, घर्षण कणहरूले सतहको सामग्रीलाई पीस्छन्, जबकि रासायनिक एजेन्टहरूले यसलाई परिमार्जन गर्न सतहसँग प्रतिक्रिया गर्दछ ताकि यसलाई अझ सजिलै पालिश गर्न सकिन्छ। घर्षण कणहरूको मेकानिकल कार्यले भौतिक रूपमा सामग्रीको तहहरू स्क्र्याप गरेर काम गर्दछ, जबकि रासायनिक प्रतिक्रियाहरू, जस्तै अक्सिडेशन वा नक्काशीले केही सामग्रीहरूलाई नरम वा विघटन गर्दछ, तिनीहरूलाई हटाउन सजिलो बनाउँदछ।

सिलिकन वेफर प्रशोधनको सन्दर्भमा, सीएमपी पालिश गर्ने स्लरी निम्न उद्देश्यहरू प्राप्त गर्न प्रयोग गरिन्छ:

• समतलता र चिल्लोपन: वेफरमा एकसमान, दोषरहित सतह छ भनी सुनिश्चित गर्नु चिप निर्माणमा पछिल्ला चरणहरू, जस्तै फोटोलिथोग्राफी र डिपोजिसनको लागि महत्त्वपूर्ण छ।
• सामग्री हटाउने: स्लरीले वेफर सतहबाट अनावश्यक फिल्महरू, अक्साइडहरू, वा धातु तहहरू हटाउन मद्दत गर्दछ।
• कम सतह दोषहरू: सही स्लरी संरचनाले स्क्र्याचिङ, पिटिङ्, र अन्य दोषहरूलाई कम गर्न मद्दत गर्दछ जसले एकीकृत सर्किटहरूको कार्यसम्पादनमा नकारात्मक असर पार्न सक्छ।

विभिन्न सेमीकन्डक्टर सामग्रीहरूलाई फरक-फरक सीएमपी स्लरीहरू चाहिन्छ, किनकि प्रत्येक सामग्रीमा फरक भौतिक र रासायनिक गुणहरू हुन्छन्। यहाँ सेमीकन्डक्टर निर्माणमा संलग्न केही मुख्य सामग्रीहरू र तिनीहरूलाई पालिस गर्नका लागि प्रयोग हुने स्लरीका प्रकारहरू छन्:

1. सिलिकन डाइअक्साइड (SiO2)

सिलिकन डाइअक्साइड अर्धचालक निर्माणमा प्रयोग हुने सबैभन्दा सामान्य सामग्री हो। सिलिका-आधारित सीएमपी स्लरीहरू सामान्यतया सिलिकन डाइअक्साइड तहहरू पालिश गर्न प्रयोग गरिन्छ। यी स्लरीहरू सामान्यतया हल्का हुन्छन् र अन्तर्निहित तहहरूमा हुने क्षतिलाई कम गर्दा चिल्लो सतह उत्पादन गर्न डिजाइन गरिएको हुन्छ।

2. तामा

कपर व्यापक रूपमा इन्टरकनेक्टहरूमा प्रयोग गरिन्छ, र यसको सीएमपी प्रक्रिया यसको नरम र टाँसिने प्रकृतिको कारण अधिक जटिल छ। कपर सीएमपी स्लरीहरू सामान्यतया सेरियामा आधारित हुन्छन्, किनकि सेरिया तामा र अन्य धातुहरू पालिस गर्नमा अत्यधिक प्रभावकारी हुन्छ। यी स्लरीहरू तामाको सामग्री हटाउनको लागि डिजाइन गरिएको छ जबकि अत्यधिक पहिरन वा वरपरको डाइलेक्ट्रिक तहहरूमा क्षति हुनबाट जोगिन।

3. टंगस्टन (W)

टंगस्टन अर्को सामग्री हो जुन सामान्यतया सेमीकन्डक्टर उपकरणहरूमा प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी सम्पर्क वियास र फिलिंग मार्फत। टंगस्टन सीएमपी स्लरीहरूमा प्रायः घर्षण कणहरू समावेश हुन्छन् जस्तै सिलिका र विशिष्ट रासायनिक एजेन्टहरू अन्तर्निहित तहहरूलाई असर नगरी टंगस्टन हटाउन डिजाइन गरिएको।

किन CMP पॉलिशिंग स्लरी महत्त्वपूर्ण छ?

सीएमपी स्लरी सिलिकन वेफरको सतह पुरानो हो भनेर सुनिश्चित गर्नको लागि अभिन्न अंग हो, जसले अन्तिम अर्धचालक यन्त्रहरूको कार्यक्षमता र प्रदर्शनलाई प्रत्यक्ष असर गर्छ। यदि स्लरीलाई सावधानीपूर्वक तयार गरिएको छैन वा लागू गरिएको छैन भने, यसले दोषहरू, कमजोर सतह समतलता, वा प्रदूषण निम्त्याउन सक्छ, यी सबैले माइक्रोचिपको कार्यसम्पादनमा सम्झौता गर्न सक्छ र उत्पादन लागत बढाउन सक्छ।

उच्च गुणस्तरको सीएमपी स्लरी प्रयोग गर्ने केही फाइदाहरू समावेश छन्:

• सुधारिएको वेफर उपज: उचित पालिसिङले सुनिश्चित गर्दछ कि अधिक वेफरहरूले आवश्यक विशिष्टताहरू पूरा गर्दछन्, दोषहरूको संख्या घटाउँछ र समग्र उपजमा सुधार गर्दछ।
• बढेको प्रक्रिया दक्षता: दायाँ स्लरीले पालिश गर्ने प्रक्रियालाई अनुकूलन गर्न सक्छ, वेफर तयारीसँग सम्बन्धित समय र लागत घटाउँछ।
• परिष्कृत उपकरण प्रदर्शन: एक चिकनी र एक समान वेफर सतह एकीकृत सर्किट को प्रदर्शन को लागी महत्वपूर्ण छ, प्रशोधन शक्ति देखि ऊर्जा दक्षता सम्म सबै कुरा को प्रभाव।