वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरी म्हणजे काय?

वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीसेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगच्या सीएमपी प्रक्रियेमध्ये वापरण्यात येणारी एक खास तयार केलेली द्रव सामग्री आहे. यात पाणी, रासायनिक नक्षीकाम, अपघर्षक आणि सर्फॅक्टंट असतात, ज्यामुळे रासायनिक नक्षीकाम आणि यांत्रिक पॉलिशिंग दोन्ही सक्षम होते.स्लरीचा मुख्य उद्देश वेफरच्या पृष्ठभागावरून सामग्री काढण्याच्या दरावर नियंत्रण ठेवणे हा आहे आणि नुकसान किंवा जास्त सामग्री काढून टाकणे टाळता येईल.

1. रासायनिक रचना आणि कार्य

वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीच्या मुख्य घटकांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

• अपघर्षक कण: सिलिका (SiO2) किंवा अल्युमिना (Al2O3) सारखे सामान्य अपघर्षक. हे कण वेफर पृष्ठभागावरील असमान भाग काढून टाकण्यास मदत करतात.
• केमिकल इचेंट्स: जसे की हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड (HF) किंवा हायड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2), जे वेफर पृष्ठभागाच्या सामग्रीच्या कोरीव कामाला गती देतात.
• सर्फॅक्टंट्स: हे स्लरी समान रीतीने वितरीत करण्यात मदत करतात आणि वेफर पृष्ठभागासह त्याची संपर्क कार्यक्षमता वाढवतात.
• पीएच रेग्युलेटर आणि इतर ॲडिटीव्ह: विशिष्ट परिस्थितींमध्ये इष्टतम कामगिरी सुनिश्चित करण्यासाठी स्लरीचे पीएच समायोजित करण्यासाठी वापरले जाते.

2. कामकाजाचे तत्व

वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीचे कार्य तत्त्व रासायनिक नक्षी आणि यांत्रिक ओरखडे एकत्र करते. प्रथम, रासायनिक नक्षीदार पदार्थ वेफरच्या पृष्ठभागावर विरघळतात, असमान भाग मऊ करतात. त्यानंतर, स्लरीमधील अपघर्षक कण यांत्रिक घर्षणाद्वारे विरघळलेले प्रदेश काढून टाकतात. कण आकार आणि abrasives च्या एकाग्रता समायोजित करून, काढण्याची दर तंतोतंत नियंत्रित केले जाऊ शकते. या दुहेरी क्रियेचा परिणाम अत्यंत प्लॅनर आणि गुळगुळीत वेफर पृष्ठभागावर होतो.

वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीचे अनुप्रयोग

सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंग

Cएमपी हे सेमीकंडक्टर उत्पादनातील एक महत्त्वपूर्ण पाऊल आहे. चिप तंत्रज्ञान लहान नोड्स आणि उच्च घनतेकडे प्रगती करत असताना, वेफर पृष्ठभागाच्या सपाटपणासाठी आवश्यकता अधिक कठोर बनतात. वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरी काढून टाकण्याचे दर आणि पृष्ठभागाच्या गुळगुळीतपणावर अचूक नियंत्रण ठेवण्यास अनुमती देते, जे उच्च-परिशुद्धता चिप फॅब्रिकेशनसाठी आवश्यक आहे.

उदाहरणार्थ, 10nm किंवा त्यापेक्षा लहान प्रक्रिया नोड्सवर चिप्सचे उत्पादन करताना, Wafer CMP पॉलिशिंग स्लरीची गुणवत्ता अंतिम उत्पादनाच्या गुणवत्तेवर आणि उत्पन्नावर थेट परिणाम करते. अधिक क्लिष्ट संरचना पूर्ण करण्यासाठी, तांबे, टायटॅनियम आणि ॲल्युमिनियम सारख्या विविध सामग्रीचे पॉलिशिंग करताना स्लरी वेगळ्या पद्धतीने कार्य करणे आवश्यक आहे.

लिथोग्राफी लेयर्सचे प्लानरायझेशन

सेमीकंडक्टर मॅन्युफॅक्चरिंगमध्ये फोटोलिथोग्राफीचे महत्त्व वाढत असताना, सीएमपी प्रक्रियेद्वारे लिथोग्राफी लेयरचे प्लानरायझेशन साध्य केले जाते. एक्सपोजर दरम्यान फोटोलिथोग्राफीची अचूकता सुनिश्चित करण्यासाठी, वेफर पृष्ठभाग पूर्णपणे सपाट असणे आवश्यक आहे. या प्रकरणात, वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरी केवळ पृष्ठभागाचा खडबडीतपणा काढून टाकत नाही तर वेफरला कोणतेही नुकसान होणार नाही याची देखील खात्री देते, त्यानंतरच्या प्रक्रिया सुरळीतपणे पार पाडण्यास सुलभ करते.

प्रगत पॅकेजिंग तंत्रज्ञान

प्रगत पॅकेजिंगमध्ये, वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरी देखील महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. 3D इंटिग्रेटेड सर्किट्स (3D-ICs) आणि फॅन-आउट वेफर-लेव्हल पॅकेजिंग (FOWLP) सारख्या तंत्रज्ञानाच्या वाढीमुळे, वेफर पृष्ठभागाच्या सपाटपणासाठी आवश्यकता अधिक कठोर बनल्या आहेत. वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीमधील सुधारणा या प्रगत पॅकेजिंग तंत्रज्ञानाचे कार्यक्षम उत्पादन सक्षम करतात, परिणामी उत्पादन प्रक्रिया अधिक चांगली आणि प्रभावी होते.

वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीच्या विकासातील ट्रेंड

1. उच्च अचूकतेकडे प्रगत

सेमीकंडक्टर तंत्रज्ञान जसजसे प्रगती करत आहे, तसतसे चिप्सचा आकार कमी होत जातो आणि उत्पादनासाठी आवश्यक असलेल्या अचूकतेची अधिक मागणी होत जाते. परिणामी, उच्च सुस्पष्टता प्रदान करण्यासाठी वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरी विकसित होणे आवश्यक आहे. उत्पादक 7nm, 5nm आणि आणखी प्रगत प्रक्रिया नोड्ससाठी आवश्यक असलेल्या काढण्याचे दर आणि पृष्ठभाग सपाटपणा नियंत्रित करू शकतील अशा स्लरी विकसित करत आहेत.

2. पर्यावरण आणि टिकाऊपणा फोकस

पर्यावरणीय नियम कठोर होत असताना, स्लरी उत्पादक अधिक पर्यावरणास अनुकूल उत्पादने विकसित करण्याच्या दिशेने काम करत आहेत. हानिकारक रसायनांचा वापर कमी करणे आणि स्लरींची पुनर्वापरक्षमता आणि सुरक्षितता वाढवणे हे स्लरी संशोधन आणि विकासाचे महत्त्वपूर्ण लक्ष्य बनले आहे.

3. वेफर सामग्रीचे विविधीकरण

वेगवेगळ्या वेफर सामग्रीसाठी (जसे की सिलिकॉन, तांबे, टँटलम आणि ॲल्युमिनियम) विविध प्रकारच्या CMP स्लरी आवश्यक असतात. नवीन सामग्री सतत लागू होत असल्याने, वेफर सीएमपी पॉलिशिंग स्लरीचे फॉर्म्युलेशन देखील या सामग्रीच्या विशिष्ट पॉलिशिंग गरजा पूर्ण करण्यासाठी समायोजित आणि ऑप्टिमाइझ केले जाणे आवश्यक आहे. विशेषतः, हाय-के मेटल गेट (HKMG) आणि 3D NAND फ्लॅश मेमरी उत्पादनासाठी, नवीन सामग्रीसाठी तयार केलेल्या स्लरींचा विकास अधिक महत्त्वाचा होत आहे.