Што е процес на подготовка на кашеста маса за полирање на CMP

Во производството на полупроводници,Хемиска механичка планаризација(CMP) игра витална улога. Процесот на CMP комбинира хемиски и механички дејства за да се изедначи површината на силиконските наполитанки, обезбедувајќи униформа основа за следните чекори како што се таложење со тенок слој и офорт. CMP кашеста маса за полирање, како основна компонента на овој процес, значително влијае на ефикасноста на полирањето, квалитетот на површината и крајните перформанси на производот. Затоа, разбирањето на процесот на подготовка на кашеста маса на CMP е од суштинско значење за оптимизирање на производството на полупроводници. Оваа статија ќе го истражи процесот на подготовка на кашеста маса за полирање на CMP и неговите апликации и предизвици во производството на полупроводници.

Основни компоненти на CMP полирање кашеста маса

Кашеста маса за полирање на CMP обично се состои од две главни компоненти: абразивни честички и хемиски агенси.

1. Абразивни честички: Овие честички обично се направени од алумина, силика или други неоргански соединенија и физички го отстрануваат материјалот од површината за време на процесот на полирање. Големината на честичките, дистрибуцијата и површинските својства на абразивите ја одредуваат стапката на отстранување и завршната површина во CMP.

2. Хемиски агенси: Во CMP, хемиските компоненти работат со растворање или хемиска реакција со површината на материјалот. Овие средства обично вклучуваат киселини, бази и оксиданти, кои помагаат да се намали триењето потребно за време на процесот на физичко отстранување. Вообичаените хемиски агенси вклучуваат флуороводородна киселина, натриум хидроксид и водород пероксид.

Дополнително, кашеста маса може да содржи и сурфактанти, дисперзанти, стабилизатори и други адитиви за да се обезбеди рамномерна дисперзија на абразивните честички и да се спречи таложење или агломерација.

Процес на подготовка на кашеста маса за полирање на CMP

Подготовката на кашеста маса CMP не само што вклучува мешање на абразивни честички и хемиски агенси, туку бара и контролни фактори како што се pH вредност, вискозност, стабилност и дистрибуција на абразиви. Следното ги прикажува типичните чекори вклучени во подготовката на CMP кашеста маса за полирање:

1. Избор на соодветни абразиви

Абразивите се една од најкритичните компоненти на CMP кашеста маса. Изборот на вистинскиот тип, дистрибуција на големина и концентрација на абразиви е од суштинско значење за обезбедување оптимални перформанси на полирање. Големината на абразивните честички ја одредува стапката на отстранување за време на полирањето. Поголемите честички обично се користат за отстранување на подебел материјал, додека помалите честички обезбедуваат повисоки завршетоци на површината.

Вообичаените абразивни материјали вклучуваат силика (SiO2) и алуминиум (Al2O3). Силика абразиви се широко користени во CMP за наполитанки базирани на силикон поради нивната униформа големина на честички и умерена цврстина. Алумина честичките, бидејќи се поцврсти, се користат за полирање на материјали со поголема цврстина.

2. Прилагодување на хемискиот состав

Изборот на хемиски агенси е од клучно значење за перформансите на кашеста маса CMP. Вообичаените хемиски агенси вклучуваат кисели или алкални раствори (на пример, флуороводородна киселина, натриум хидроксид), кои хемиски реагираат со површината на материјалот, промовирајќи го неговото отстранување.

Концентрацијата и pH вредноста на хемиските агенси играат значајна улога во процесот на полирање. Ако pH вредноста е превисока или прениска, тоа може да предизвика агломерирање на абразивните честички, што негативно би влијаело на процесот на полирање. Дополнително, вклучувањето на оксидирачки агенси како водород пероксид може да ја забрза корозијата на материјалот, подобрувајќи ја стапката на отстранување.

3. Обезбедување стабилност на кашеста маса

Стабилноста на кашеста маса е директно поврзана со неговата изведба. За да се спречи таложење или згрутчување на абразивните честички, се додаваат дисперзанти и стабилизатори. Улогата на дисперзантите е да ја намалат привлечноста помеѓу честичките, обезбедувајќи тие да останат рамномерно распоредени во растворот. Ова е клучно за одржување на еднообразно дејство на полирање.

Стабилизаторите помагаат да се спречат хемиските агенси да се разградуваат или да реагираат предвреме, обезбедувајќи кашеста маса да одржува постојани перформанси во текот на неговата употреба.

4. Мешање и мешање

Откако ќе се подготват сите компоненти, кашеста маса обично се меша или се третира со ултразвучни бранови за да се осигура дека абразивните честички се рамномерно дисперзирани во растворот. Процесот на мешање мора да биде прецизен за да се избегне присуството на големи честички, кои би можеле да ја нарушат ефикасноста на полирањето.

Контрола на квалитет во CMP полирање кашеста маса

За да се осигура дека кашеста маса CMP ги исполнува бараните стандарди, таа е подложена на ригорозни тестирања и контрола на квалитетот. Некои вообичаени методи за контрола на квалитетот вклучуваат:

1.Анализа на дистрибуција на големината на честичките:Ласерски анализатори на големина на честички со дифракција се користат за мерење на дистрибуцијата на големината на абразивите. Обезбедувањето на големината на честичките во потребниот опсег е од клучно значење за одржување на саканата стапка на отстранување и квалитетот на површината.

2.pH тестирање:Се врши редовно тестирање на pH за да се осигура дека кашеста маса одржува оптимален опсег на pH. Варијациите во pH може да влијаат на брзината на хемиските реакции и, следствено, на севкупните перформанси на кашеста маса.

3. Тестирање на вискозност:Вискозноста на кашеста маса влијае на нејзиниот проток и униформност при полирањето. Премногу вискозна кашеста маса може да го зголеми триењето, што доведува до неконзистентно полирање, додека кашеста маса со низок вискозитет може ефикасно да не го отстранува материјалот.

4. Тестирање на стабилност:Тестовите за долгорочно складирање и центрифугирање се користат за да се процени стабилноста на кашеста маса. Целта е да се осигура дека кашеста маса нема да доживее таложење или фазно одвојување за време на складирањето или употребата.

Оптимизација и предизвици на CMP полирање кашеста маса

Како што се развиваат процесите на производство на полупроводници, барањата за кашеста маса за CMP продолжуваат да растат. Оптимизирањето на процесот на подготовка на кашеста маса може да доведе до подобрување на ефикасноста на производството и подобрен квалитет на финалниот производ.

1. Зголемување на стапката на отстранување и квалитетот на површината

Со прилагодување на дистрибуцијата на големината, концентрацијата на абразиви и хемискиот состав, стапката на отстранување и квалитетот на површината за време на CMP може да се подобрат. На пример, мешавина од различни големини на абразивни честички може да постигне поефикасна стапка на отстранување на материјалот, истовремено обезбедувајќи подобри завршетоци на површината.

2. Минимизирање на дефектите и несаканите ефекти

ДодекаCMP кашеста масае ефикасен при отстранување на материјалот, прекумерното полирање или неправилниот состав на кашеста маса може да доведе до дефекти на површината како што се гребнатини или траги од корозија. Од клучно значење е внимателно да се контролира големината на честичките, силата на полирање и хемискиот состав за да се минимизираат овие несакани ефекти.

3. Разгледувања за животната средина и трошоците

Со зголемување на еколошките регулативи, одржливоста и еко-пријателството на кашеста маса CMP стануваат се поважни. На пример, истражувањето е во тек за да се развијат хемиски агенси со ниска токсичност, еколошки безбедни за да се минимизира загадувањето. Дополнително, оптимизирањето на формулациите за кашеста маса може да помогне да се намалат трошоците за производство.