Кремний вафли CMP жылтыратқышы дегеніміз не?

Кремний вафли CMP (химиялық механикалық пнешмальизация) Жазық ұстайтын шлам - жартылай өткізгішті өндіріс процесінде маңызды құрамдас бөлік болып табылады. Ол интегралды схемаларды (ICS) және микрочиптерді құру үшін пайдаланылған силикон вафлидерінің рөлін ойнайды, бұл өндірістің келесі кезеңдеріне қажетті тегістік деңгейіне жылтыратылған. Осы мақалада біз рөлді зерттеймізCMP SlurryКремний вафлиінде, оның құрамы, ол қалай жұмыс істейді және неге жартылай өткізгіш өнеркәсіпке сәйкес келмейді.

CMP жылтырату дегеніміз не?

Біз CMP шламының ерекшеліктеріне жүгінмес бұрын, CMP процесін түсіну қажет. CMP - бұл кремний вафлидерінің бетін плендіреу (тегістеу) үшін қолданылатын химиялық және механикалық процестердің үйлесімі. Бұл процесс вафли ақаулардан босатылу үшін өте маңызды және біркелкі беті бар, бұл интеграцияланған схемалардың қабаттарының қабаттарын құрайтын жұқа қабықшаларды және басқа да процестерге арналған біркелкі беті бар.

CMP-ті жылтырату әдетте кремний вафлиі орнында ұсталып, айналмалы жылтыратқыш төсемге қарсы тұрады. Шлам вафлиге вафлиге вафлиге және вафли бетінен материалды кетіру үшін қажет химиялық реакцияларды жеңілдету үшін қолданылады.

CMP жылтырату шламы - бұл вафлидің қажетті сипаттамаларына қол жеткізу үшін бірге жұмыс істейтін абразивті бөлшектер мен химиялық заттардың суспензиясы. Торыш CMP процесінде жылтыратқыш төсемеге қолданылады, онда ол екі негізгі функцияға қызмет етеді:

• Механикалық абразия: Шламның абразивті бөлшектері вафлидің бетіндегі кемшіліктерді немесе бұзушылықтарды азғыруы мүмкін.
• Химиялық реакция: шламдағы химиялық заттар беткі материалдарды өзгертуге, оны кетіруді жеңілдетіп, жылтыратқыш төсегіндегі тозуды азайту және процестің жалпы тиімділігін арттыруға көмектеседі.

Кремний вафлиінің CMP Sluarry негізгі компоненттері

CMP шламының құрамы абразивті әрекет пен химиялық әрекеттестіктің тамаша тепе-теңдігіне қол жеткізуге арналған. Негізгі құрамдас бөліктерге мыналар кіреді:

1.. Абразивті бөлшектер

Абразивті бөлшектер - бұл жылтырату процесінің механикалық аспектісіне жауап беретін шлангтың негізгі элементі. Бұл бөлшектер әдетте алюминий (AL2O3), Silica (SiO2) немесе CERIA (CEO2) сияқты материалдардан жасалған. Абразивті бөлшектердің мөлшері мен түрі қолдануға және вафлидің түріне қарай жылтыратылады. Бөлшектердің мөлшері әдетте 50 нм диапазонында бірнеше микрометрге дейін.

• Алюминий негізіндегі шламдаркөбінесе дөрекі жылтырату үшін қолданылады, мысалы, ұшырудың алғашқы кезеңдері.
• Кремний негізіндегі шламдарЖұқа жылтырату үшін, әсіресе тегіс және ақаусыз бетті қажет болған кезде қалайды.
• Ceria негізделген шламдарКейде алдыңғы қатарлы жартылай өткізгіш өндіріс процестеріндегі мыс сияқты жылтырату үшін қолданылады.

2. Химиялық заттар (реагенттер)

Шаңқалдағы химиялық заттар вафлидің бетін өзгерту арқылы химиялық-механикалық-механикалық процесті жеңілдетеді. Бұл агенттерде қалаусыз материалдарды кетіруге немесе вафлидің бетінің сипаттамаларын өзгертуге көмектесетін қышқылдар, негіздер, тотықтырғыштар немесе күрделі агенттер болуы мүмкін.

Мысалы:

• Сутегі пероксиді сияқты тотықтырғыштар (H2O2) вафлидегі металл қабаттарды тотықтырады, оларды жылтыратуды жеңілдетеді.
• Хелатинг агенттері металл иондармен байланыстыра алады және қалаусыз металдардың ластануына жол бермейді.

Шаңқының химиялық құрамы арнайы материалдар мен ватферге жылтыратылған қабаттарға бейімделген, абразивтілік пен химиялық реактивтіліктің дұрыс тепе-теңдігіне қол жеткізу үшін мұқият бақыланады.

3. РН реттеушілер

Тұңқырдың рН-нің рН-нің рН-нің рН-ны CMP жылтырату кезінде өткізетін химиялық реакцияларда маңызды рөл атқарады. Мысалы, жоғары қышқыл немесе сілтілі орта вафлиде белгілі бір металдардың немесе оксид қабаттарының ыдырауын жақсарта алады. PH реттеушілері өнімділікті оңтайландыру үшін шламның немесе сілтілігін дәл баптау үшін қолданылады.

4. Дисперслер мен тұрақтандырғыштар

Абразивті бөлшектердің шланг бойы біркелкі бөлінгеніне және агломератқа біркелкі бөлінетініне көз жеткізу үшін, дисперансанттар қосылады. Бұл қоспалар сонымен қатар шламды тұрақтандыруға және сақтау мерзімін жақсартуға көмектеседі. Шұңқырдың дәйектілігі дәйекті жылтырату нәтижелеріне жету үшін өте маңызды.

CMP жылтырататын шлам қалай жұмыс істейді?

CMP процесі механикалық және химиялық әрекеттерді бетті планаризацияға қол жеткізу үшін біріктіру арқылы жұмыс істейді. Қоймалар вафлиге қолданылған кезде, абразивті бөлшектер беттік материалды ұсақтайды, ал химиялық агенттер оны оңай жылтыратуға болатындай етіп өзгертеді. Абразивті бөлшектердің механикалық әсері физикалық тұрғыдан материалдың қабаттарын, химиялық реакциялар, мысалы, тотығу немесе игеру, мысалы, тотығу немесе ерітіңіз, оларды кетіруді жеңілдетеді, бұл оларды шығаруды жеңілдетеді.

Кремний вафлиді өңдеу аясында келесі мақсаттарға жету үшін CMP жылтырату шламы қолданылады:

• Тегістеу және тегістік: вафлидің біркелкі, ақаусыз беті бар, ақаусыз беті, мысалы, фотолитография және тұндыру сияқты.
• Материалдарды кетіру: Сырдар қалаусыз фильмдерді, оксидтер немесе металл қабаттарды вафли бетінен кетіруге көмектеседі.
• Төмендетілген беттік ақаулары: Оң жақ саңылаулар құрамы интегралды схемалардың жұмысына теріс әсер етуі мүмкін тырналған, батты және басқа ақауларды азайтуға көмектеседі.

Әр түрлі жартылай өткізгіш материалдар әр түрлі CMP шламдарын қажет етеді, өйткені әр материал физикалық және химиялық қасиеттерге ие. Мұнда жартылай өткізгіш өндіріске және әдетте оларды жылтырату үшін қолданылатын шламдардың түрлеріне қатысты негізгі материалдар бар:

1. Кремний диоксиді (SiO2)

Силикон диоксиді - жартылай өткізгіш өндірісінде қолданылатын ең көп кездесетін материалдардың бірі. Кремний негізіндегі CMP шламдары әдетте кремний диоксидінің қабаттарын жылтырату үшін қолданылады. Бұл шламдар, әдетте, жұмсақ және негізгі қабаттарға зақым келтіру кезінде тегіс бет алу үшін жасалған.

2. Мыс

Мыстың мыс интерконнектілерде кеңінен қолданылады, ал оның CMP процесі жұмсақ және жабысқақ табиғаты бойынша күрделірек. Мыс CMP шламдары әдетте CMP шламдары болып табылады, өйткені CERIA жылтырату мыс пен басқа металдарда өте тиімді. Бұл шламдар мыс материалын кетіруге арналған, ал қоршаған диэлектрлік қабаттардың шамадан тыс тозуы немесе зақымдануы мүмкін.

3. Вольфрам (W)

Вольфрам - жартылай өткізгіш құрылғыларда, әсіресе Vias және толтыру арқылы жиі қолданылатын басқа материалдар. VANGSTEN CMP шламдары көбінесе вольфрамды астарлы қабаттарға әсер етпей алып тастауға арналған кремниа және нақты химиялық заттар сияқты абразивті бөлшектер бар.

Неліктен CMP жылтырату шламы маңызды?

CMP Slurry кремний вафлиінің бетінің таза еместігін қамтамасыз ету үшін ажырамас, ол соңғы жартылай өткізгіш құрылғылардың функционалдығы мен жұмысына тікелей әсер етеді. Егер саңылаулар абайлап тұжырымдалмаса, ол ақауларға әкелуі мүмкін, бұл ақауларға әкелуі мүмкін, бұл микробағдарлықтың нашарлауы немесе ластануы мүмкін, олардың барлығы микрочиптердің жұмысына және өндіріс шығындарын арттыруға әкелуі мүмкін.

Жоғары сапалы CMP шламын қолданудың кейбір артықшылықтары:

• Вафлидің жақсаруының жақсартылған кірістілігі: Тиісті жылтырату вафли көбірек вафли талап етілетін сипаттамаларға сәйкес келетінін, ақаулардың санын азайтып, жалпы кірістілікті жақсартуды қамтамасыз етеді.
• Технологиялық тиімділікті арттыру: Оң жақ тыртық жылтырату процесін оңтайландырады, вафлиге қатысты уақыт пен шығындарды азайтады.
• Құрылғының жақсартылған өнімділігі: біркелкі және біркелкі вафли беті интеграцияланған схветтердің өнімділігі үшін, қуатты өңдеуден энергия тиімділігіне әсер етеді.