CMP স্লারি গরম করার ক্ষেত্রে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম এম্বেডমেন্ট সমস্যা
রাসায়নিক যান্ত্রিক প্ল্যানারাইজেশন স্লারিগুলিতে 20 থেকে 150 এনএম প্রাথমিক কণার আকারের সিলিকা, সেরিয়া বা অ্যালুমিনার ঘষিয়া তুলিয়া ফেলা কণা থাকে যা স্টোরেজ এবং পরিবহনের সময় 1 থেকে 5 মাইক্রন পর্যন্ত সমষ্টি তৈরি করে। যখন উত্তপ্ত স্লারি PFA হিটার পৃষ্ঠের উপর দিয়ে যায়, তখন এই সমষ্টিগুলি পলিমারের মধ্যে এম্বেড করতে পারে, রুক্ষতা তৈরি করে যা আরও কণা জমে ত্বরান্বিত করে। সেমিকন্ডাক্টর ফ্যাব-এ 31টি CMP ডিস্ট্রিবিউশন সিস্টেম থেকে পরিমাণগত বিশ্লেষণ দেখায় যে PFA পৃষ্ঠের মাইক্রোহার্ডনেস (ভিকার্স ইন্ডেন্টেশন দ্বারা পরিমাপ করা) বিপরীতভাবে এম্বেডমেন্ট গভীরতার সাথে সম্পর্কযুক্ত, প্রতিটি 5 MPa কঠোরতা বৃদ্ধির সাথে এম্বেডমেন্টের গভীরতা 0.3 থেকে 0.5 মাইক্রন কমিয়ে 2 ঘন্টা অপারেশনের পরে।
এম্বেডমেন্ট মেকানিজম এবং হার্ডনেস ডিপেন্ডেন্স
PFA পৃষ্ঠের মধ্যে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এমবেডমেন্ট ঘটে যখন কণার -প্রাচীরের যোগাযোগ থেকে প্রয়োগ করা চাপ পলিমারের উৎপাদন শক্তিকে ছাড়িয়ে যায়। একটি 2-মাইক্রোন অ্যাগ্লোমেরেট স্লারিতে 1.5 মি/সেকেন্ড গতিতে ভ্রমণ করে, প্রভাবের চাপ প্রায় 35 এমপিএ গণনা করে। স্ট্যান্ডার্ড PFA 25 ডিগ্রীতে 55 থেকে 65 MPa এর মাইক্রোহার্ডনেস প্রদর্শন করে, যা CMP স্লারি ডিস্ট্রিবিউশনের 60 ডিগ্রীতে 25 থেকে 35 MPa এ নেমে আসে। যখন কণার প্রভাবের চাপ তাপমাত্রা{17}সংশোধিত কঠোরতাকে ছাড়িয়ে যায়, তখন পলিমার প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয় এবং সমষ্টিকে আবদ্ধ করে। 10% থেকে 20% পলিথেরেথারকেটোন বা পলিইমাইড মিশ্রিত করা শক্ত PFA গ্রেডগুলি 85 থেকে 100 MPa তাপমাত্রার কঠোরতা-, 60 ডিগ্রিতে 50 থেকে 65 MPa ধরে রাখে। 2000 ঘন্টা পরে হিটারের ক্রস-বিভাগীয় মাইক্রোস্কোপি স্ট্যান্ডার্ড PFA-এর জন্য 2.8 মাইক্রনের এমবেডমেন্ট গভীরতা দেখায় বনাম শক্ত PFA-এর জন্য 0.9 মাইক্রন।
এম্বেডমেন্টের জন্য কণা অ্যাগ্লোমেরেট সাইজ থ্রেশহোল্ড
এম্বেডমেন্ট সূচনার জন্য সমালোচনামূলক সমষ্টি ব্যাস পৃষ্ঠের কঠোরতার সাথে বিপরীতভাবে স্কেল করে। 60 ডিগ্রি (কঠোরতা 30 MPa) স্ট্যান্ডার্ড PFA-এর জন্য, 1.8 মাইক্রনের চেয়ে বড় সমষ্টিগুলি এম্বেড করার জন্য পর্যাপ্ত যোগাযোগের চাপ তৈরি করে। শক্ত PFA (60 ডিগ্রিতে কঠোরতা 55 MPa) এর জন্য থ্রেশহোল্ড 3.2 মাইক্রন পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। সিএমপি স্লারি পরিস্রাবণ সিস্টেম সাধারণত 1-মাইক্রন বা 2-মাইক্রন পরম ফিল্টার ব্যবহার করে, যার অর্থ ফিল্টারটি অতিক্রমকারী বেশিরভাগ সমষ্টিগুলি 2 মাইক্রনের নীচে। স্ট্যান্ডার্ড PFA হিটার সহ সিস্টেমে, 1.8-মাইক্রন থ্রেশহোল্ড মানে 1.8 এবং 2.0 মাইক্রনের মধ্যে এম্বেড করা সমষ্টি, যা পৃষ্ঠকে রুক্ষ করতে অবদান রাখে। শক্ত PFA সহ সিস্টেমে, 3.2-মাইক্রোন থ্রেশহোল্ড কার্যত সমস্ত ফিল্টার করা সমষ্টিগুলি এম্বেডিং ছাড়াই পাস করা নিশ্চিত করে। ফিল্ড ডেটা নিশ্চিত করে যে শক্ত করা PFA হিটারগুলি প্রথম 3000 ঘন্টার জন্য 0.8 মাইক্রনের নিচে Ra বজায় রাখে, যখন স্ট্যান্ডার্ড PFA হিটারগুলি 1500 ঘন্টার মধ্যে Ra 1.5 মাইক্রন অতিক্রম করে।
থার্মাল কন্ডাক্টিভিটি ট্রেড-কঠিন গ্রেডের জন্য বন্ধ
পলিমার মিশ্রণ যা পিএফএ মাইক্রোহার্ডনেস বাড়ায় তা তাপ পরিবাহিতাও হ্রাস করে। স্ট্যান্ডার্ড PFA 0.19 W/m·K 60 ডিগ্রিতে তাপ সঞ্চালন করে। 0.17 W/m·K-তে 15% PEEK মিশ্রিত আচার সহ কঠোর গ্রেড, একটি 11% হ্রাস। একটি হিটারের জন্য 15 W/cm² একটি 2.0mm প্রাচীরের মধ্য দিয়ে ছড়িয়ে পড়ে, PFA জুড়ে তাপমাত্রা 15.8 ডিগ্রী থেকে 17.9 ডিগ্রীতে বৃদ্ধি পায়, অভ্যন্তরীণ তারের তাপমাত্রা 2.1 ডিগ্রী বৃদ্ধি করে। এই বৃদ্ধি সাধারণত CMP অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য গ্রহণযোগ্য যেখানে স্লারি তাপমাত্রা মাঝারি (35 ডিগ্রি থেকে 45 ডিগ্রি) এবং পিএফএ অবক্ষয়ের মার্জিন যথেষ্ট। যাইহোক, 55 ডিগ্রির বেশি তাপমাত্রার CMP প্রক্রিয়াগুলির জন্য, হ্রাসকৃত তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রার সম্মিলিত প্রভাবগুলি অভ্যন্তরীণ তারের তাপমাত্রা 200 ডিগ্রির উপরে চালাতে পারে, যা অন্তরণ বার্ধক্যকে ত্বরান্বিত করে। এই ধরনের ক্ষেত্রে, হিটারের লাইফ হ্রাসের বিপরীতে কঠোরতার সুবিধা অবশ্যই ওজন করা উচিত।
স্লারি ঘর্ষণ অধীনে পৃষ্ঠের কঠোরতা স্থায়িত্ব
ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম পরিধান এবং রাসায়নিক আক্রমণ থেকে সম্ভাব্য নরম হওয়ার কারণে PFA পৃষ্ঠের মাইক্রোহার্ডনেস CMP স্লারি পরিষেবাতে স্থির নয়। সিরিয়া ভিত্তিক স্লারি (pH 10.5) 60 ডিগ্রিতে স্ট্যান্ডার্ড PFA 1000 ঘন্টা পরে হাইড্রক্সাইড আয়ন দ্বারা পৃষ্ঠের প্লাস্টিকাইজেশনের কারণে 30 MPa থেকে 22 MPa-তে কঠোরতা হ্রাস দেখায়। PEEK মিশ্রন সহ কঠোর PFA গ্রেডগুলি কম সংবেদনশীলতা দেখায়, অভিন্ন অবস্থার অধীনে 55 MPa থেকে 48 MPa পর্যন্ত হ্রাস পায়। রাসায়নিকভাবে আক্রমনাত্মক স্লারিগুলিতে কঠোরতা ধরে রাখা প্রাথমিক কঠোরতার মতোই গুরুত্বপূর্ণ। সরবরাহকারীদের নির্দিষ্ট স্লারি রসায়নে 1000-ঘণ্টা নিমজ্জনের পরে কঠোরতার ডেটা সরবরাহ করা উচিত, কারণ ডিওনাইজড জলে ত্বরিত বার্ধক্য প্রকৃত পরিষেবার অবস্থার প্রতিনিধিত্ব করে না। উচ্চ পিএইচ এবং যান্ত্রিকভাবে শক্ত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার সংমিশ্রণের কারণে সেরিয়া স্লারিগুলি ফ্লুরোপলিমারের প্রতি বিশেষভাবে আক্রমণাত্মক।
কঠোরতা এবং পরিস্রাবণ দ্বারা এম্বেডমেন্ট প্রতিরোধ
| সিএমপি স্লারি টাইপ এবং অপারেটিং তাপমাত্রা | পিএফএ কঠোরতা গ্রেড | অপারেটিং টেম্পে ভিকারস হার্ডনেস | 2000 ঘন্টায় অ্যাগ্লোমেরেট এমবেডমেন্ট গভীরতার পূর্বাভাস | জিরো এমবেডমেন্টের জন্য প্রয়োজনীয় পরিস্রাবণ রেটিং |
|---|---|---|---|---|
| সিলিকা, pH 10.5, 40 ডিগ্রি, অক্সাইড CMP | স্ট্যান্ডার্ড (25 ডিগ্রিতে 65 MPa) | 35 এমপিএ | 1.8 থেকে 2.2 মাইক্রন | 1.0 মাইক্রন পরম |
| সিলিকা, pH 10.5, 40 ডিগ্রি, অক্সাইড CMP | শক্ত (25 ডিগ্রিতে 95 MPa) | 60 এমপিএ | 0.6 থেকে 0.9 মাইক্রন | 2.0 মাইক্রন পরম |
| Ceria, pH 10.8, 45 ডিগ্রি, STI CMP | শক্ত (25 ডিগ্রিতে 95 MPa) | 55 এমপিএ | 0.8 থেকে 1.1 মাইক্রন | রাসায়নিক প্রতিরোধের সাথে 2.0 মাইক্রন পরম |
| অ্যালুমিনা, pH 4.0, 35 ডিগ্রি, ধাতু CMP | কঠিন বা মান | 35 থেকে 50 MPa | গ্রেডের উপর নির্ভর করে 1.2 থেকে 2.5 মাইক্রন | 1.5 মাইক্রন পরম |
স্লারি কন্ডিশনিং এবং ত্রুটির উপর এমবেডমেন্ট প্রভাব
পিএফএ হিটার পৃষ্ঠে এমবেডেড ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি সিএমপি প্রক্রিয়াগুলিতে দুটি ত্রুটিযুক্ত প্রক্রিয়া তৈরি করে। প্রথমত, এমবেড করা কণাগুলি সময়ের সাথে সাথে স্লারি স্রোতে আংশিকভাবে ছেড়ে দেয়, বড় আকারের সমষ্টিগুলি প্রবর্তন করে যা ওয়েফারগুলিকে স্ক্র্যাচ করে। দ্বিতীয়ত, খসখসে হিটার পৃষ্ঠটি স্লারি সমষ্টির জন্য একটি সাইট হয়ে ওঠে, পলিমার-ক্ষয়কারী কম্পোজিট তৈরি করে যা বড় কণা হিসাবে বিচ্ছিন্ন হয়। 300 মিমি ফ্যাবস থেকে ওয়েফার ত্রুটি পরিদর্শন ডেটা দেখায় যে স্ট্যান্ডার্ড পিএফএ হিটারগুলি 1500 ঘন্টা অপারেশনের পরে এই প্রক্রিয়াগুলি থেকে প্রতি ওয়েফার পাসে গড়ে 12 থেকে 18 যোগ ত্রুটির অবদান রাখে। শক্ত করা PFA হিটার 3000 ঘন্টা পরে 3 থেকে 5 যোগ ত্রুটি দেখায়। উন্নত নোডগুলির জন্য যেখানে মোট ত্রুটিগুলি প্রতি ওয়েফারে 10-এর নীচে থাকতে হবে, 2.0-মাইক্রোন পরম পরিস্রাবণ সহ শক্ত PFA প্রয়োজনীয় মার্জিন প্রদান করে।
CMP স্লারি হিটারের জন্য স্পেসিফিকেশন গাইডেন্স
স্বয়ংক্রিয় সিএমপি স্লারি বিতরণ সিস্টেমের জন্য, 25 ডিগ্রিতে (ভিকার, 50 গ্রাম লোড) মাইক্রোহার্ডনেস 80 MPa-এর বেশি এবং 1000-ঘন্টা চেমিস স্লারিতে নিমজ্জনের পরে সর্বাধিক অপারেটিং তাপমাত্রায় 50 MPa-এর উপরে ধরে রাখার প্রদর্শন সহ PFA হিটারগুলি নির্দিষ্ট করুন৷ উৎপাদন হিটার পৃষ্ঠের উপর পরিমাপ করা সরবরাহকারীর কাছ থেকে কঠোরতা শংসাপত্রের প্রয়োজন, আলাদাভাবে ঢালাই পরীক্ষার কুপনগুলিতে নয়, কারণ পৃষ্ঠের কঠোরতা উত্পাদনের সময় শীতল হারের সাথে পরিবর্তিত হয়। 40 ডিগ্রীতে সিলিকা স্লারি সহ অক্সাইড CMP এর জন্য, 2.0-মাইক্রন পরম পরিস্রাবণ সহ শক্ত PFA প্রত্যাশিত 5000-ঘন্টা হিটার পরিষেবা জীবনের জন্য শূন্য পরিমাপযোগ্য এম্বেডমেন্ট অর্জন করে। সেরিয়া স্লারি সহ STI CMP-এর জন্য, সেরিয়ার উচ্চতর রাসায়নিক আক্রমণাত্মকতার কারণে শক্ত PFA এবং 1.5-মাইক্রন পরম পরিস্রাবণের সংমিশ্রণ বাঞ্ছনীয়। বিদ্যমান সিস্টেমগুলিকে স্ট্যান্ডার্ড থেকে শক্ত PFA-তে আপগ্রেড করার সময়, যাচাই করুন যে ফিল্টার হাউজিং এবং পাম্প সিলগুলি যে কোনও পরিবর্তিত স্লারি রসায়নের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, কারণ PFA হিটার পরিবর্তন অন্যান্য সিস্টেমের উপাদানগুলিকে পরিবর্তন করে না। নিরাপত্তা মার্জিন প্রদানের জন্য সর্বোচ্চ অপারেটিং তাপমাত্রার 5 ডিগ্রী উপরে 2000-ঘন্টা ত্বরান্বিত পরীক্ষার পরে 1.0 মাইক্রনের বেশি কোনো সমষ্টিগত অনুপ্রবেশ দেখায় না।
