پولیش شیمیایی مکانیکی چیست؟

در توسعه سریع صنعت نیمه هادی، تکنولوژی پولیش مکانیکی شیمیایی (CMP) فرآیند اصلی برای دستیابی به سطح افراطی از سطح تراشه است.پد پولیشاین مقاله مکانیسم عمل، ملاحظات طراحی و تأثیر پد های پولیش CMP بر کل فرآیند را بررسی می کند.

1تعريف و ساختار پد هاي پوليش

پد های پولیش، به عنوان رابط تماس مستقیم در سیستم های CMP، صفحه پولیش را پوشش می دهند و به عنوان رسانه مستقیم برای حذف مواد از سطح وافر عمل می کنند.آن ها طراحی پیچیده ای دارند و معمولا از یک ساختار چند لایه ای تشکیل شده اند، با لایه بیرونی که لایه پاک کننده است که به طور مستقیم با وفر تماس دارد. لایه های داخلی ممکن است شامل مواد تقویت کننده، لایه های تبعید گرما،یا لایه های چسبنده برای اطمینان از ثبات کلی و دوام عملکردانتخاب مواد برای پاک کننده ها بسیار مهم است، زیرا باید مقاومت در برابر لباس، انعطاف پذیری، رسانایی حرارتی،و ثبات شیمیایی برای مقابله با شرایط پیچیده و متغیر در طول فرآیند CMP.

2اصول کار شیمی میکانیکی

در فرآیند پولیش شیمیایی مکانیکی، تعامل بین پد پولیش و وافر پایه برای حذف مواد را تشکیل می دهد.وافر به سر حامل ثابت می شود و با فشار خاصی به پد چرخش فشار می دهد.در طول اين پروسهپد پاک کننده نه تنها به عنوان یک رسانه برای سایش فیزیکی عمل می کند بلکه همچنین از طریق عمل همبستگی خود با مواد شیمیایی به پاکسازی دقیق سطح وافر دست می یابد.

3نقش های چند وجهی پد های پولیش

استفاده از فشار یکسان

طراحی انعطاف پذیر پد های پاک کننده کلید توانایی آنها در اعمال فشار به طور یکنواخت استاطمینان از اینکه هر ناحیه از سطح وافره با یک نیروی خیس کننده ثابت مواجه می شوداین یکسانی برای جلوگیری از پولیش بیش از حد یا کم پولیش محلی بسیار مهم است، که برای دستیابی به سطح جهانی ضروری است.پولیش کردن بیش از حد محلی می تواند ایجاد کند در سطح وافر، تاثیر منفی بر فرآیندهای بعدی دارد، در حالی که پولیش کم می تواند منجر به بیرون کشیدن شود، که هر دو برای ساخت و عملکرد دستگاه مضر هستند.ویژگی های انعطاف پذیری و تغییر شکل پد پاک کننده شاخص های مهمی برای ارزیابی عملکرد آن هستند..

از بین بردن گرما

در فرآیند پولیش شیمیایی مکانیکی، گرمای تولید شده از اصطکاک مکانیکی و واکنش های شیمیایی نمی تواند نادیده گرفته شود.اگر گرما جمع شود و باعث افزایش بیش از حد دمای محلی شود، می تواند بر خواص فیزیکی و شیمیایی ماده وافر تأثیر بگذارد و ممکن است پیری و فرسایش پد پولیش را تسریع کند و ثبات فرآیند و بهره وری محصول را کاهش دهد.پد های پولیشگی ساخته شده از مواد دارای رسانایی حرارتی خوب (مانند پلی اورتان) می توانند به سرعت گرما را به صفحه پولیشگی و سیستم خنک کننده منتقل کنند، به طور موثر از گرم شدن بیش از حد محلی جلوگیری می کند. علاوه بر این، طراحی پد پولیش، بهینه سازی کانال های جریان هوا را برای افزایش کنوکشن طبیعی و اثرات تابش حرارتی در نظر می گیرد.بهبود بیشتر کارایی تبعید گرما.

توزیع و تحویل یکنواخت مواد شیمیایی

مواد شیمیایی، به عنوان یک محیط شیمیایی کلیدی در فرآیند پولیش مکانیکی شیمیایی، توزیع یکنواخت و تحویل موثر خود را دارد که به طور مستقیم بر نتایج و کارایی پولیش تاثیر می گذارد.الگوهای پیچیده در سطح پد پولیش (مانند الگوهای مارپیچی)، الگوهای شبکه و الگوهای دایره ای متمرکز) نه تنها از نظر زیبایی دوست دارند بلکه برای دستیابی به این هدف نیز ضروری هستند.میکروکانال ها و شکاف های تشکیل شده توسط این الگوها می توانند خمیر شیمیایی را به طور مداوم و به طور مساوی به سمت منطقه تماس بین وافر و پد پولیش هدایت کنند، اطمینان حاصل شود که واکنش های شیمیایی و سایش فیزیکی همزمان رخ می دهد.این الگوها می توانند به طور موثر باقیمانده و زباله های تولید شده در طول فرآیند پولیش را حمل و حذف کنند، جلوگیری از آنها را از دوباره اتصال به سطح وافر و تاثیر بر کیفیت پولیش.

همانطور که فناوری نیمه هادی همچنان در حال تکامل است، الزامات برای مواد پاک کننده پد به طور فزاینده ای سخت گیر می شود.معرفی مواد جدید مانند کامپوزیت های پلیمری و نانوکومپوزیت ها باعث می شود که پد های پولیش با مقاومت بیشتر در برابر فرسایشعلاوه بر این، تکنیک های اصلاح سطح، مانند درمان پلاسما و حکاکی لیزر،می تواند ساختار میکروسکوپی پد های رقیق کننده را بهبود بخشد.، بهبود عملکرد آنها.