রাসায়নিক মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) হল একমাত্র মূল প্রযুক্তি যা ওয়েফার পৃষ্ঠের প্ল্যানারাইজেশন অর্জন করতে পারে, যা সাব-ন্যানোমিটার স্তরে পৃষ্ঠের রুক্ষতা হ্রাস করতে সক্ষম। CMP এর মূল নীতি হল যে স্লারি রাসায়নিকভাবে ওয়েফার পৃষ্ঠের সাথে প্রতিক্রিয়া করে একটি নরম স্তর তৈরি করে, যা পরে যান্ত্রিক ঘর্ষণ, উপাদান অপসারণ এবং ওয়েফার পৃষ্ঠের প্ল্যানারাইজেশন দ্বারা সরানো হয়।
পলিশিং প্যাডের পৃষ্ঠের কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য (রুক্ষতা, খাঁজ প্যাটার্ন, ইত্যাদি) এবং উপাদান বৈশিষ্ট্য (কঠোরতা, ইলাস্টিক মডুলাস, ইত্যাদি) হল CMP কে প্রভাবিত করার গুরুত্বপূর্ণ কারণ। পলিশিং প্যাড সরাসরি ওয়েফারের পলিশিং ফলাফলকে প্রভাবিত করে।
01 পলিশিং প্যাডের সারফেস স্ট্রাকচারাল বৈশিষ্ট্য
● পলিশিং প্যাডের সারফেস মাইক্রো-টপোগ্রাফি
পলিশিং প্যাডগুলি সাধারণত পৃষ্ঠে মাইক্রোপোরে পূর্ণ থাকে, যা স্লারি এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা সঞ্চয় ও পরিবহন করতে পারে, স্লারি থেকে রাসায়নিক আক্রমণ প্রতিহত করতে পারে এবং সঙ্গে সঙ্গে পলিশিং উপ-পণ্য অপসারণ করতে পারে, যার ফলে উপাদান অপসারণকে প্রভাবিত করে।
কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, মূলধারার বাণিজ্যিক পলিশিং প্যাডগুলিকে তিন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে: জালের ধরন (স্যাঁতসেঁতে কাপড়), ফাইবার টাইপ (সিন্থেটিক চামড়া), এবং মাইক্রোপোরাস টাইপ (পলিউরেথেন)। অন্য দুটির তুলনায়, জাল প্যাডের আরও ভাল সংকোচনযোগ্যতা এবং স্লারি বহন করার ক্ষমতা রয়েছে এবং এর নিম্ন কঠোরতা সূক্ষ্ম পলিশিংয়ের সময় স্ক্র্যাচ হওয়ার সম্ভাবনা কম করে তোলে। ফাইবার এবং পলিউরেথেন প্রকারগুলি, তাদের নির্দিষ্ট কঠোরতা এবং কাঠামোর কারণে, বেশিরভাগই রুক্ষ পলিশিং এবং অ ধাতব পদার্থের পালিশ করার জন্য ব্যবহৃত হয়।
মাইক্রোপোরগুলির জ্যামিতি এবং বিতরণ প্যাডের পৃষ্ঠের শক্তি এবং ঘনত্বকে প্রভাবিত করে। পোরোসিটি এবং ঘনত্বের বৈশিষ্ট্যগুলি প্রধানত পয়সনের অনুপাত (ν) দ্বারা প্রতিফলিত হয়। ক্রমবর্ধমান ছিদ্রের সাথে পৃষ্ঠের শক্তি হ্রাস পায়। বড় ছিদ্র ব্যাস পরিবহন ক্ষমতা উন্নত করে, কিন্তু অত্যধিক বড় ছিদ্র প্যাডের ঘনত্ব এবং শক্তি কমাতে পারে।
মাইক্রোপোর আকার এবং কাঠামোর পরিবর্তনগুলি পলিশিং কার্যকারিতাকেও প্রভাবিত করে। মাইক্রোপোর কাঠামো অপ্টিমাইজ করা প্যাড এবং ওয়েফারের মধ্যে যোগাযোগের অবস্থা উন্নত করতে পারে। ইন্টারফেসে যান্ত্রিক লোডিং এবং স্লারির রাসায়নিক বিক্রিয়ার মধ্যে সিনারজিস্টিক সম্পর্ক অন্বেষণ করা CMP উপাদান অপসারণের হারকে আরও ভালভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে পারে।
● পলিশিং প্যাডের সারফেস গ্রুভ টেক্সচার
প্যাডের উপরিভাগে খাঁজ কাটা দুটি উদ্দেশ্য সাধন করে: একদিকে, এটি স্লারি সঞ্চয় ও পরিবহন করার প্যাডের ক্ষমতা বাড়ায়, স্লারি প্রবাহকে উন্নত করে; অন্যদিকে, এটি প্যাড পৃষ্ঠের ঘর্ষণ সহগ এবং শিয়ার স্ট্রেস পরিবর্তন করে। নীচের সারণীটি রোহম হাস দ্বারা নির্মিত IC সিরিজের প্যাডগুলির সাধারণ খাঁজগুলি দেখায়, যা সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। IC1010-এর সাথে IC1000-এর তুলনা করলে, IC1010-এর আরও গভীর এবং ঘন খাঁজ রয়েছে, যার ফলে প্যাড অ্যাস্পেরিটিস এবং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি থেকে শক্তিশালী যান্ত্রিক ক্রিয়া, সেইসাথে শক্তিশালী রাসায়নিক ক্রিয়া, যা উচ্চতর উপাদান অপসারণ ক্ষমতার দিকে পরিচালিত করে।
সাধারণ খাঁজ প্যাটার্নগুলির মধ্যে রয়েছে রেডিয়াল, গ্রিড, বৃত্তাকার এবং সর্পিল লগারিদমিক প্রকার। নীচের চিত্রে, (a)‑(d) একক-প্যাটার্ন প্যাডের প্রতিনিধিত্ব করে, যখন (e)‑(g) হল যৌগিক-প্যাটার্ন প্যাড। কম্পোজিট প্যাডগুলি সাধারণত একক-প্যাটার্ন প্যাডের চেয়ে ভাল কাজ করে এবং নেতিবাচক সর্পিল-লগারিদমিক প্যাডগুলি পলিশ করার হারকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে।
● প্যাড অ্যাস্পেরিটিস
প্যাড পৃষ্ঠের রুক্ষ প্রোট্রুশনগুলি ওয়েফারে অতিরিক্ত অপূরণীয় স্ক্র্যাচগুলি এড়াতে স্থিতিস্থাপক। প্যাডের মাইক্রোস্কোপিক পৃষ্ঠের উচ্চতা প্রোফাইল সাধারণত একটি গাউসিয়ান বা সূচকীয় বন্টন অনুসরণ করে।
অ্যাস্পেরিটিস এর গড় উচ্চতা (Rpk) উপাদান অপসারণের হারকে (MRR) দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত করে। প্যাড কন্ডিশনার ছাড়া, মসৃণ করার সময় MRR কমে যায়; যদি কন্ডিশনার দ্বারা Rpk পুনরুদ্ধার করা হয়, MRR তার আসল স্তরের কাছাকাছি ফিরে আসে। পলিশ করার সময় পরিধান এবং পরবর্তী কন্ডিশনার প্রকৃত প্যাডের রুক্ষতায় ক্রমাগত পরিবর্তন ঘটায়। রুক্ষতা, অ্যাস্পেরিটি ব্যাস এবং রুক্ষতা বন্টনের তারতম্য সরাসরি এমআরআরকে প্রভাবিত করে।
02 পলিশিং প্যাডের উপাদান বৈশিষ্ট্য
প্যাড উপাদানের ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি পলিশিং ইন্টারফেসে (ওয়েফার-স্লারি-প্যাড) যোগাযোগের অবস্থা এবং যোগাযোগ শক্তিকে প্রভাবিত করে, যার ফলে উপাদান অপসারণের হার এবং ওয়েফার পৃষ্ঠের রুক্ষতাকে প্রভাবিত করে।
● যান্ত্রিক সম্পত্তি পরামিতি
কঠোরতা এবং ইলাস্টিক মডুলাস দুটি গুরুত্বপূর্ণ যান্ত্রিক পরামিতি। হার্ড প্যাডগুলি রুক্ষ পলিশিং পর্যায়ে ব্যবহার করা হয় যেখানে উচ্চ অপসারণের হার প্রয়োজন, কিন্তু অত্যধিক কঠোরতা পৃষ্ঠের ক্ষতি এবং অ-ইউনিফর্ম উপাদান অপসারণের কারণ হতে পারে। নরম প্যাডগুলি সাধারণত কম রুক্ষতার প্রয়োজনীয়তার সাথে সূক্ষ্ম পলিশিং পর্যায়ে ব্যবহৃত হয়। একটি শক্ত শীর্ষ এবং নরম নীচের প্যাড MRR অভিন্নতা উন্নত করতে পারে, কিন্তু একটি বৃহত্তর প্রান্ত বর্জন অঞ্চল থাকে; বিপরীতভাবে, একটি নরম শীর্ষ এবং শক্ত নীচের প্যাড প্রান্ত বর্জন অঞ্চলকে হ্রাস করতে পারে এবং পৃষ্ঠের উন্নত গুণমান অর্জন করতে পারে।
● রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য
প্যাডের ভাল রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং হাইড্রোফিলিসিটি থাকা উচিত। পলিউরেথেন একটি আকৃতি-মেমরি প্রভাব প্রদর্শন করে, আকৃতি পুনরুদ্ধারের হার তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়।
সিএমপি প্যাড উৎপাদনে, রাসায়নিক বিক্রিয়ায় প্রধানত পলিওল এবং আইসোসায়ানেট জড়িত থাকে। প্রধান কাঁচামালগুলির মধ্যে রয়েছে প্রিপলিমার, চেইন এক্সটেন্ডার/ক্রসলিঙ্কার, ফোমিং এজেন্ট, অনুঘটক এবং অন্যান্য কার্যকরী সংযোজন। বিক্রিয়াক ঘনত্ব এবং অনুপাত নিয়ন্ত্রণ করে, প্যাডের বিভিন্ন উপাদান বৈশিষ্ট্য উন্নত করা যেতে পারে। প্যাডে সক্রিয় গ্রুপগুলি, যেমন হাইড্রক্সিল এবং অ্যামাইড গ্রুপগুলিও একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে - তারা পলিশিং উপকরণগুলির পুনঃস্থাপন স্তরকে উন্নত করে এবং যান্ত্রিক পরিধানের কারণে পৃষ্ঠের গুণমানের সমস্যাগুলি হ্রাস করে। উপরন্তু, প্যাড উপাদানের শারীরিক এবং রাসায়নিক পরিবর্তন এর কর্মক্ষমতা উন্নত করতে পারে।
অধিকন্তু, সিএমপি চলাকালীন, প্যাডের পৃষ্ঠটি লোড এবং শিয়ার ফোর্সের মধ্য দিয়ে যায়, যার ফলে অ্যাস্পেরিটগুলি প্লাস্টিক প্রবাহের মধ্য দিয়ে যায় এবং প্লানারাইজড হয়ে যায় - একটি ঘটনা যা গ্লেজিং নামে পরিচিত। প্যাড কন্ডিশনিং স্থিতিশীল পলিশিং কর্মক্ষমতা বজায় রেখে পৃষ্ঠের গ্লেজিং এবং পোরোসিটি উন্নত করতে পারে।
পলিশিং প্যাডের জন্য কন্ডিশনিং প্রযুক্তি
বর্তমানে, প্রচলিত কন্ডিশনার কৌশল দুটি বিভাগে পড়ে: অ-স্ব-কন্ডিশনার এবং স্ব-কন্ডিশনিং।
নন-সেলফ-কন্ডিশনিং টেকনোলজি
নন-সেলফ-কন্ডিশনিং বলতে বোঝায় প্যাডের পৃষ্ঠ থেকে জীর্ণ ক্ষয়কারী, ধ্বংসাবশেষ এবং অন্যান্য অমেধ্য অপসারণের জন্য বাহ্যিক শক্তির ব্যবহার, তাজা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম এবং পলিশিংয়ের সময় কাটার ক্ষমতা বজায় রাখা।
ডায়মন্ড ড্রেসার কন্ডিশনার
একটি হীরার ড্রেসারে প্রধানত হীরার ক্ষয়কারী, একটি বাইন্ডার এবং একটি সাবস্ট্রেট থাকে। ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, ব্রেজিং, সিন্টারিং বা রাসায়নিক বাষ্প জমার মাধ্যমে ডায়মন্ড অ্যাব্র্যাসিভগুলি সাবস্ট্রেটের উপর স্থির করা হয়। এর কন্ডিশনার কর্মক্ষমতা প্যাড পৃষ্ঠের অবস্থার সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত এবং এইভাবে ওয়ার্কপিসের গুণমানকে প্রভাবিত করে। নীতিটি হল যে ড্রেসারে বড়-ব্যাসের হীরা জোরপূর্বক বাইন্ডার থেকে নিস্তেজ হীরার কণাগুলিকে সরিয়ে দেয় এবং চকচকে স্তর এবং ধ্বংসাবশেষ অপসারণ করে, প্যাডের নতুন কাটিং প্রান্তগুলি উন্মুক্ত করে।
উচ্চ চাপ জল-জেট কন্ডিশনার
এই কৌশলটি আলগা বা খারাপভাবে বন্ধনযুক্ত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলিকে ধুয়ে ফেলার জন্য একটি জলের জেটের শিয়ার বল ব্যবহার করে এবং গ্লাসযুক্ত স্তরটি ভেঙে দেয়, অমেধ্য অপসারণ করে এবং প্যাডের কার্যকারিতা উন্নত করে।
স্ব-কন্ডিশনিং প্রযুক্তি
স্ব-কন্ডিশনিং বলতে এমন পদ্ধতিগুলিকে বোঝায় যা প্যাড পৃষ্ঠের স্তরটিকে উপযুক্ত হারে পরিধান করার অনুমতি দেয় যাতে সাব-সারফেস লেয়ারের ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিবার দ্রব্যগুলি প্রক্রিয়াকরণের সময় ক্রমাগত উন্মুক্ত হয়, টেকসই কাটিয়া ক্ষমতা বজায় রাখে। স্ব-কন্ডিশনিংয়ের উত্থান প্যাড কন্ডিশনার নতুন পদ্ধতির সূচনা করেছে।
স্ব-কন্ডিশনিং কন্ডিশনার ধাপটি দূর করে, প্যাডে ড্রেসার পরিধানের প্রভাব এড়ায় এবং প্যাডের আয়ু বাড়ায়। উদাহরণস্বরূপ, জৈব ঘাঁটি, অজৈব লবণ, বা অন্যান্য রাসায়নিক যোগ করা স্ব-কন্ডিশনকে উন্নত করতে পারে; হাইড্রোফোবিক গ্রুপের সাথে প্রিপলিমার ব্যবহার করে পলিশ করার সময় স্ব-নিয়ন্ত্রক ক্রিয়া প্রদান করে, প্রক্রিয়াটিকে স্থিতিশীল করে এবং জল ফোলা প্রতিরোধ করে।