ما هو التلميع الكيميائي الميكانيكي؟

في التطور السريع لصناعة أشباه الموصلات، تكنولوجيا التلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) هي العملية الأساسية لتحقيق مستوى متطرف من السطح على أسطح الشريحة.وسادة التلميع، كمستهلك رئيسي في معدات CMP ، مهمة للغاية. ستستكشف هذه المقالة آلية العمل، والاعتبارات التصميمية، وتأثير وسائد البوليس CMP على العملية بأكملها.

1تعريف هيكل وسائد التلميع

تغطي وسائط التلميع ، كواجهة اتصال مباشرة في أنظمة CMP ، لوحة التلميع وتخدم كوسيلة مباشرة لإزالة المواد من سطح اللوحة.وهي مصممة بشكل معقد وتتكون عادة من بنية متعددة الطبقات، حيث تكون الطبقة الخارجية هي طبقة التلميع التي تتواصل مباشرة مع اللوحة. يمكن أن تشمل الطبقات الداخلية مواد تعزيز، طبقات إبعاد الحرارة،أو طبقات لاصقة لضمان الاستقرار العام ومتانة الأداءاختيار المواد للكسائط الملمعة أمر حاسم لأنها يجب أن توازن بين مقاومة الارتداء والمرونة والموصلات الحراريةواستقرار كيميائي للتعامل مع الظروف المعقدة والمتغيرة خلال عملية CMP.

2مبدأ عمل التلميع الكيميائي الميكانيكي

في عملية التلميع الكيميائي الميكانيكي، التفاعل بين وسادة التلميع والقشرة يشكل أساس لإزالة المواد.يتم تثبيت اللوحة على رأس الناقلة وضغطها على الوسادة الدوارة بضغط محددخلال هذه العمليةلا تعمل وسادة التلميع فقط كوسيلة للكشط الفيزيائي ، بل تحقق أيضًا تلميعًا دقيقًا لسطح الوافر من خلال عملها التآزري مع السماد الكيميائي.

3الأدوار المتعددة الأوجه لوسائد التلميع

تطبيق ضغط موحد

التصميم المرن لوسائد التلميع هو مفتاح قدرتها على تطبيق الضغط بالتساوي. تحت الضغط يمكن أن تتشوه وسادة التلميع بالتساوي،التأكد من أن كل منطقة من سطح الوافر تعاني من قوة طحن ثابتةهذه التكافؤة حاسمة لتجنب إفراط التلميع المحلي أو عدم التلميع ، وهو أمر أساسي لتحقيق المسطحة العالمية.يمكن أن يؤدي التلميع المفرط المحدد إلى تكوين انخفاضات على سطح الوافر، مما يؤثر سلبا على العمليات اللاحقة، في حين أن عدم البوليس يمكن أن يؤدي إلى النتوءات، وكلاهما ضارة بتصنيع الجهاز وأدائه.خصائص مرونة وتشوه وسادة التلميع هي مؤشرات مهمة لتقييم أدائها.

تبديد الحرارة بكفاءة

في عملية التلميع الكيميائي الميكانيكي ، لا يمكن تجاهل الحرارة الناتجة عن الاحتكاك الميكانيكي والتفاعلات الكيميائية.إذا تراكمت الحرارة وتسبب ارتفاع درجات الحرارة المحلية بشكل مفرط، يمكن أن يؤثر على الخصائص الفيزيائية والكيميائية لمادة الوافر وقد يسرع من شيخوخة وارتداء وسادة التلميع ، مما يقلل من استقرار العملية ومستوى إنتاج المنتج.يمكن أن تنتقل وسائط التلميع المصنوعة من مواد ذات موصلات حرارية جيدة (مثل البوليوريثان) بسرعة إلى لوحة التلميع ونظام التبريد، مما يمنع بشكل فعال ارتفاع درجة حرارة محلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تصميم منصة التلميع سيأخذ في الاعتبار تحسين قنوات تدفق الهواء لتعزيز تأثيرات الحمل الطبيعي والإشعاع الحراري ،زيادة تحسين كفاءة تبديد الحرارة.

التوزيع والإمداد المتساوي للدلو الكيميائي

السماد الكيميائي ، كوسيلة كيميائية رئيسية في عملية التلميع الكيميائي الميكانيكي ، لديه توزيعها الموحد وتوزيعه الفعال يؤثر بشكل مباشر على نتائج التلميع وكفاءتها.تصاميم نمط معقدة على سطح وسادة التلميع (مثل أنماط دوامة، أنماط الشبكة، وأنماط الدائرة المركزية) ليست فقط جميلة ولكن أيضا ضرورية لتحقيق هذا الهدف.القنوات الدقيقة والخنادق التي تشكلها هذه الأنماط يمكن أن تقود الحمأة الكيميائية إلى التدفق بشكل مستمر وبشكل متساو نحو منطقة الاتصال بين اللوحة ووسادة التلميع، مما يضمن حدوث التفاعلات الكيميائية والتكسر الفيزيائي في وقت واحد.يمكن لهذه الأنماط أن تحمل وتزيل بشكل فعال الحطام والنفايات الناتجة أثناء عملية التلميع، مما يمنعهم من إعادة الارتباط بسطح الوافر وتأثيره على جودة التلميع.

مع استمرار تطوير تكنولوجيا أشباه الموصلات، أصبحت متطلبات مواد البودات الملمعة أكثر صرامة.يقدم إدخال مواد جديدة مثل المواد المركبة البوليمرية والمواد المركبة النانوية وسائط التلميع ذات مقاومة ارتداء أعلى، تحسين الموصلات الحرارية، وتحسين الاستقرار الكيميائي. علاوة على ذلك، تقنيات تعديل السطح، مثل معالجة البلازما وحفر الليزر،يمكن أن تعزز المزيد من بنية الدقيقة من وسائط التلميعتحسين أدائهم.