Tsarin injiniya na sinadarai(CMP) tsari ne mai tushe a cikin kera semiconductor mai ci gaba. Yana samar da daidaiton matakin atomic a saman wafer, yana ba da damar tsarin gine-gine masu layuka da yawa, marufi mai ƙarfi, da kuma ingantaccen amfani. CMP yana haɗa ayyukan sinadarai da na injiniya a lokaci guda - ta amfani da kushin juyawa da slurry na musamman - don cire fina-finai da suka wuce gona da iri da rashin daidaituwar saman, wanda yake da mahimmanci don tsara fasalin fasali da daidaitawa a cikin da'irori masu haɗawa.
Ingancin wafer bayan CMP ya dogara sosai akan kula da tsari da halaye na slurry mai gogewa. Slurry ɗin ya ƙunshi barbashi masu gogewa, kamar cerium oxide (CeO₂), waɗanda aka dakatar a cikin hadaddiyar sinadarai da aka tsara don inganta tasirin gogewa ta jiki da kuma yawan amsawar sinadarai. Misali, cerium oxide yana ba da mafi kyawun tauri da kuma sinadaran saman don fina-finan da aka yi da silicon, wanda hakan ya sa ya zama abin da ake so a aikace-aikacen CMP da yawa. Ingancin CMP ba wai kawai yana da alaƙa da halayen barbashi masu gogewa ba, har ma da daidaitaccen sarrafa yawan slurry, pH, da yawa.
Tsarin Injin Sinadaran Sinadaran
*
Tushen Gilashin Gyaran Lantarki a Masana'antar Semiconductor
Ruwan gogewa yana da matuƙar muhimmanci ga tsarin sarrafa sinadarai. Su cakuda ne masu rikitarwa waɗanda aka ƙera don cimma duka gogewar injiniya da gyaran saman sinadarai akan saman wafer. Muhimman ayyukan CMP slurries sun haɗa da ingantaccen cire kayan aiki, sarrafa planarity, daidaito akan manyan wuraren wafer, da rage lahani.
Matsayin da Abubuwan da ke cikin Slurries na gogewa
Ruwan CMP na yau da kullun yana ɗauke da barbashi masu abrasive da aka rataye a cikin matrix na ruwa, wanda aka ƙara masa ƙarin sinadarai da masu daidaita su. Kowane sashi yana taka muhimmiyar rawa:
- Masu gogewa:Waɗannan ƙananan ƙwayoyin halitta masu ƙarfi—musamman silica (SiO₂) ko cerium oxide (CeO₂) a aikace-aikacen semiconductor—suna yin ɓangaren injiniya na cire kayan. Yawansu da girman barbashi suna sarrafa ƙimar cirewa da ingancin saman. Abubuwan da ke lalatawa yawanci suna tsakanin 1% zuwa 5% ta nauyi, tare da diamita na barbashi tsakanin 20 nm da 300 nm, waɗanda aka ƙayyade sosai don guje wa yawan gogewa.
- Ƙarin Sinadarai:Waɗannan sinadarai suna samar da yanayin sinadarai don ingantaccen tsari. Masu hana iskar oxygen (misali, hydrogen peroxide) suna sauƙaƙa samuwar yadudduka na saman da suka fi sauƙin cirewa. Masu haɗaka ko masu hana iskar oxygen (kamar ammonium persulfate ko citric acid) suna ɗaure ions na ƙarfe, suna haɓaka cirewa da kuma danne samuwar lahani. Ana shigar da masu hana iskar oxygen don hana ƙwanƙwasa layukan wafer da ke kusa ko a ƙarƙashinsu, wanda ke inganta zaɓi.
- Masu daidaita abubuwa:Masu surfactants da masu pH buffers suna kiyaye daidaiton slurry da watsawa iri ɗaya. Masu surfactants suna hana haɗuwar abrasion, suna tabbatar da cewa ana cire su iri ɗaya. Masu pH buffers suna ba da damar daidaita yawan amsawar sinadarai kuma suna rage yuwuwar taruwar ƙwayoyin cuta ko tsatsa.
Tsarin da kuma yawan kowanne bangare an tsara su ne bisa ga takamaiman kayan wafer, tsarin na'ura, da kuma matakin aiwatarwa da ke cikin tsarin kera injina na sinadarai.
Sinadaran da aka saba amfani da su: Silica (SiO₂) vs Cerium Oxide (CeO₂)
slurries na goge silica (SiO₂)Suna mamaye matakan tsara oxide planarization, kamar su interlayer dielectric (ILD) da kuma polishing na rami mai zurfi (STI). Suna amfani da colloidal ko fumed silica a matsayin abrasives, sau da yawa a cikin yanayi na asali (pH ~ 10), kuma wani lokacin ana ƙara musu ƙananan surfactants da masu hana tsatsa don iyakance lahani na karce da inganta yawan cirewa. Ana daraja ƙwayoyin silica saboda girmansu iri ɗaya da ƙarancin tauri, suna samar da sassauƙa, sassauƙa da suka dace da yadudduka masu laushi.
Ruwan gogewa na Cerium oxide (CeO₂)Ana zaɓar su ne don aikace-aikacen ƙalubale waɗanda ke buƙatar babban zaɓi da daidaito, kamar goge gilashin ƙarshe, ƙirar substrate mai zurfi, da wasu yadudduka na oxide a cikin na'urorin semiconductor. Abubuwan gogewa na CeO₂ suna nuna amsawa ta musamman, musamman tare da saman silicon dioxide, wanda ke ba da damar duka hanyoyin cire sinadarai da na inji. Wannan ɗabi'ar aiki biyu tana ba da ƙimar planarization mafi girma a ƙananan matakan lahani, wanda ke sa slurries na CeO₂ su fi dacewa da gilashi, substrates na hard disk, ko nodes na na'urar dabaru masu ci gaba.
Manufar Aiki na Abrasives, Ƙarin Abinci, da Masu Daidaitawa
- Masu gogewa: Aiwatar da gogewar injina. Girman su, siffar su, da yawan su suna nuna ƙimar cirewa da kammala saman. Misali, gogewar silica mai nauyin nm 50 iri ɗaya suna tabbatar da laushi, daidaiton shimfidar yadudduka na oxide.
- Ƙarin Sinadarai: Bada damar cirewa ta hanyar sauƙaƙe iskar shaka da narkewar saman. A cikin jan ƙarfe CMP, glycine (a matsayin wakili mai haɗaka) da hydrogen peroxide (a matsayin mai hana iskar shaka) suna aiki tare, yayin da BTA ke aiki azaman mai hana hanawa wanda ke kare fasalulluka na jan ƙarfe.
- Masu daidaita abubuwa: A kiyaye daidaiton sinadarin slurry a tsawon lokaci. Masu tace ruwa suna hana narkewa da haɗuwa, suna tabbatar da cewa ƙwayoyin da ke lalata suna warwatse akai-akai kuma suna samuwa don aikin.
Kayayyaki na Musamman da Yanayin Amfani: CeO₂ da SiO₂ Slurries
CeO₂ goge slurryyana ba da babban zaɓi tsakanin gilashi da silicon oxide saboda amsawar sinadarai da ke tattare da shi. Yana da tasiri musamman don tsara abubuwa masu tauri, masu karyewa ko tarin oxide masu haɗaka inda babban zaɓin abu yake da mahimmanci. Wannan ya sa CeO₂ slurries ya zama daidaitacce a cikin shirye-shiryen substrate na ci gaba, kammala gilashin daidaitacce, da takamaiman matakan keɓewa na ramin (STI) CMP a cikin masana'antar semiconductor.
slurry mai goge SiO₂yana ba da haɗin da ya dace na cirewar injiniya da sinadarai. Ana amfani da shi sosai don ƙirƙirar babban oxide da kuma tsarin dielectric tsakanin layukan, inda ake buƙatar babban aiki da ƙarancin lahani. Girman barbashi iri ɗaya na silica kuma yana iyakance samar da karce kuma yana tabbatar da ingancin saman ƙarshe.
Muhimmancin Girman Barbashi da Daidaito Tsakanin Yaɗuwa
Girman barbashi da daidaiton warwatsewa suna da mahimmanci ga aikin slurry. Barbashi masu gogewa iri ɗaya, waɗanda aka yi da sikelin nanometer, suna tabbatar da daidaiton yawan cire kayan da kuma saman wafer mara lahani. Haɗuwa yana haifar da gogewa ko rashin tabbas, yayin da rarrabawa mai faɗi ke haifar da rashin daidaituwar tsari da ƙaruwar yawan lahani.
Ingancin sarrafa yawan slurry—wanda ake sa ido a kai ta hanyar fasahohi kamar na'urar auna yawan slurry ko na'urorin auna yawan slurry na ultrasonic—yana tabbatar da yawan lodawa da kuma sakamakon da ake iya hasashen samu, wanda ke shafar yawan amfanin ƙasa da aikin na'urar kai tsaye. Samun daidaitaccen sarrafa yawa da kuma watsawa iri ɗaya su ne manyan buƙatu don shigar da kayan aikin injiniya na sinadarai da inganta tsarin aiki.
A taƙaice, tsarin polishing slurries—musamman zaɓi da kuma kula da nau'in abrasion, girman barbashi, da kuma hanyoyin daidaita su—yana ƙarfafa aminci da ingancin tsarin planarization na injiniyanci na sinadarai a aikace-aikacen masana'antar semiconductor.
Muhimmancin Ma'aunin Yawan Slurry a CMP
A cikin tsarin ƙirar sinadarai, daidaitaccen aunawa da sarrafa yawan slurry yana shafar inganci da ingancin goge wafer kai tsaye. Yawan slurry—yawan ƙwayoyin da ke lalata a cikin gogewar—yana aiki azaman babban abin da ke daidaita aikin, yana tsara ƙimar gogewa, ingancin saman ƙarshe, da kuma yawan amfanin wafer gabaɗaya.
Alaƙa Tsakanin Yawan Slurry, Yawan Gogewa, Ingancin Sama, da Yawan Wafer
Yawan barbashi masu abrasive a cikin CeO₂ polishing slurry ko wani tsari na polishing slurry yana ƙayyade yadda ake cire kayan da sauri daga saman wafer, wanda aka fi sani da ƙimar cirewa ko ƙimar cire kayan (MRR). Ƙara yawan slurry gabaɗaya yana ƙara adadin hulɗar abrasive a kowane yanki, yana haɓaka ƙimar gogewa. Misali, wani bincike da aka gudanar a 2024 ya ba da rahoton cewa haɓaka yawan barbashi na silica har zuwa 5 wt% a cikin colloidal slurry ya haɓaka ƙimar cirewa don wafers silicon 200 mm. Duk da haka, wannan alaƙar ba ta layi ba ce - akwai wurin raguwar dawowa. A cikin yawan slurry, haɗuwar barbashi yana haifar da plateau ko ma raguwar ƙimar cirewa saboda raunin jigilar taro da ƙaruwar danko.
Ingancin saman yana da alaƙa da yawan slurry. A yawan slurry, lahani kamar karce, tarkace da aka saka, da ramuka suna ƙaruwa akai-akai. Wannan binciken ya lura da ƙaruwar layi a cikin rashin kyawun saman da kuma yawan scratching mai yawa lokacin da aka ƙara yawan slurry sama da 8-10 wt%. Akasin haka, rage yawan yana rage haɗarin lahani amma yana iya rage jinkirin cirewa da kuma lalata siffar.
Yawan wafer, wanda shine adadin da wafers ke haɗuwa da ƙayyadaddun bayanai bayan gogewa, ana tsara shi ta hanyar waɗannan tasirin haɗin gwiwa. Babban ƙimar lahani da cirewa mara tsari duka suna rage yawan amfanin ƙasa, wanda ke nuna daidaito mai laushi tsakanin fitarwa da inganci a cikin ƙera semiconductor na zamani.
Tasirin Ƙananan Bambancin Tattara Ruwan 'Ya'yan Itace a Tsarin CMP
Ko da ƙananan karkacewa daga mafi kyawun yawan slurry - ɓangarorin kashi ɗaya - na iya yin tasiri ga fitowar tsari. Idan yawan gogewa ya yi ta yawo sama da abin da aka nufa, tarin barbashi na iya faruwa, wanda ke haifar da lalacewa cikin sauri akan faifan kushin da faifan gyaran fuska, ƙaruwar karce saman, da yiwuwar toshewa ko lalata abubuwan da ke cikin ruwa a cikin kayan aikin injiniya na sinadarai. Rashin yawan yawa na iya barin sauran fina-finai da yanayin saman da ba daidai ba, wanda ke ƙalubalantar matakan daukar hoto da rage yawan amfanin ƙasa.
Bambancin yawan slurry yana kuma yin tasiri ga halayen sinadarai da na injiniya akan wafer, tare da tasirin da ke ƙasa akan lahani da aikin na'urar. Misali, ƙananan barbashi ko waɗanda ba su da tsari iri ɗaya a cikin slurry mai narkewa suna shafar ƙimar cirewa na gida, suna ƙirƙirar microtopography wanda zai iya yaduwa azaman kurakuran tsari a cikin masana'antar mai girma. Waɗannan ƙananan abubuwa suna buƙatar sarrafa yawan slurry mai ƙarfi da sa ido mai ƙarfi, musamman a cikin ƙananan ƙwayoyin cuta.
Aunawa da Inganta Yawan Slurry a Lokacin Da Yake
Ainihin auna yawan slurry a ainihin lokaci, wanda aka samar ta hanyar tura mita masu yawa a layi - kamar mita masu yawa na slurry da Lonnmeter ya ƙera - yanzu ya zama daidaitacce a cikin manyan aikace-aikacen masana'antar semiconductor. Waɗannan kayan aikin suna ba da damar ci gaba da sa ido kan sigogin slurry, suna ba da ra'ayi nan take kan canjin yawa yayin da slurry ke motsawa ta cikin kayan aikin CMP da tsarin rarrabawa.
Muhimman fa'idodin ma'aunin yawan slurry na ainihin lokaci sun haɗa da:
- Gano yanayin da ba a ƙayyade shi ba nan take, hana yaɗuwar lahani ta hanyar tsauraran matakai masu tsada
- Inganta tsari - yana bawa injiniyoyi damar kula da mafi kyawun tagar yawan slurry, yana ƙara yawan cirewa yayin da yake rage lahani
- Ingantaccen wafer-da-wafer da daidaiton kuri'a-da-lat, wanda ke fassara zuwa mafi girman yawan amfanin ƙasa gabaɗaya
- Nauyin kayan aiki na dogon lokaci, kamar yadda slurries masu yawa ko kuma marasa ƙarfi na iya hanzarta lalacewa akan polishing pads, mahaɗa, da bututun rarrabawa.
Wurin shigarwa na kayan aikin CMP yawanci yana amfani da madaukai ko layukan sake zagaye ta yankin aunawa, yana tabbatar da cewa karatun yawa suna wakiltar ainihin kwararar da aka kai wa wafers ɗin.
Daidaitacce kuma a ainihin lokaciMa'aunin yawan slurryyana samar da kashin bayan hanyoyin sarrafa yawan slurry mai ƙarfi, yana tallafawa duka tsarukan slurry masu ƙarfi da na zamani, gami da ƙalubalen slurry na Cerium oxide (CeO₂) don ci gaba da haɗin gwiwa tsakanin layukan da oxide CMP. Kula da wannan mahimmin ma'auni yana da alaƙa kai tsaye da yawan aiki, sarrafa farashi, da amincin na'ura a duk lokacin tsarin ƙirar injiniyan sinadarai.
Ka'idoji da Fasaha don Ma'aunin Yawan Ruwa
Yawan slurry yana bayyana yawan daskararru a kowace girma a cikin slurry mai gogewa, kamar su tsarin Cerium oxide (CeO₂) da ake amfani da su a cikin tsarin injiniyan sinadarai (CMP). Wannan mai canzawa yana ƙayyade ƙimar cire kayan, daidaiton fitarwa, da matakan lahani akan wafers mai gogewa. Ingancin auna yawan slurry yana da mahimmanci don ci gaba da sarrafa yawan slurry, yana tasiri kai tsaye ga yawan amfanin ƙasa da lahani a cikin aikace-aikacen masana'antar semiconductor.
Ana amfani da nau'ikan mita masu yawa na slurry a cikin ayyukan CMP, kowannensu yana amfani da ƙa'idodin aunawa daban-daban. Hanyoyin auna nauyi sun dogara ne akan tattarawa da auna girman slurry da aka ƙayyade, suna ba da babban daidaito amma ba su da ƙarfin aiki na ainihin lokaci kuma suna sa su zama marasa amfani don ci gaba da amfani a wuraren shigarwa don kayan aikin CMP. Mita masu yawa na lantarki suna amfani da filayen lantarki don tantance yawan aiki bisa ga canje-canje a cikin watsawa da izinin aiki saboda barbashi masu dannewa. Mita masu girgiza, kamar mitoci masu girgiza na bututu, suna auna amsawar mita na bututun da aka cika da slurry; bambance-bambancen yawa suna shafar mitar girgiza, yana ba da damar ci gaba da sa ido. Waɗannan fasahohin suna tallafawa sa ido a layi amma suna iya zama masu la'akari da gurɓatawa ko bambance-bambancen sinadarai.
Mita yawan slurry na ultrasonic suna wakiltar babban ci gaba na fasaha don sa ido kan yawan lokaci a cikin tsarin sinadarai da injiniya. Waɗannan kayan aikin suna fitar da raƙuman ultrasonic ta cikin slurry kuma suna auna lokacin tashi ko saurin yaɗuwar sauti. Saurin sauti a cikin matsakaici ya dogara da yawansa da yawan daskararru, wanda ke ba da damar tantance halayen slurry daidai. Tsarin ultrasonic ya dace sosai don yanayin lalata da sinadarai kamar CMP, saboda ba shi da kutse kuma yana rage gurɓataccen firikwensin idan aka kwatanta da mita kai tsaye. Lonnmeter yana ƙera mita yawan slurry na ultrasonic a layi wanda aka tsara don layukan CMP na masana'antar semiconductor.
Amfanin mita masu yawa na ultrasonic slurry sun haɗa da:
- Ma'aunin da ba ya kutsa kai: Yawanci ana sanya na'urori masu auna firikwensin a waje ko a cikin ƙwayoyin kwararar da ke wucewa, suna rage tsangwama ga slurry da kuma guje wa ɓarnar saman abin ji.
- Ikon aiki a ainihin lokaci: Ci gaba da fitarwa yana ba da damar daidaita tsari nan take, yana tabbatar da cewa yawan slurry ya kasance cikin sigogi da aka ƙayyade don ingantaccen ingancin goge wafer.
- Babban daidaito da ƙarfi: Na'urorin ɗaukar hoto na Ultrasonic suna ba da karatu mai ɗorewa da maimaitawa, ba tare da canza yanayin sinadarai ko nauyin ƙwayoyin cuta ba akan shigarwa mai tsawo.
- Haɗawa da kayan aikin CMP: Tsarin su yana tallafawa sanya shigarwa a cikin layukan slurry masu sake zagayawa ko manyan hanyoyin isar da kaya, yana sauƙaƙe sarrafa tsari ba tare da ɓata lokaci mai tsawo ba.
Nazarin da aka yi kwanan nan a cikin masana'antar semiconductor ya ba da rahoton raguwar nakasa har zuwa kashi 30% lokacin da saka idanu kan yawan ultrasonic a layi ya cika shigarwar kayan aikin injiniya na sinadarai don hanyoyin gogewa na Cerium oxide (CeO₂). Ra'ayoyin atomatik daga na'urori masu auna sigina na ultrasonic suna ba da damar yin iko mai ƙarfi akan tsarin gogewa na slurry, wanda ke haifar da ingantaccen daidaiton kauri da ƙarancin sharar kayan aiki. Mita mai yawa na ultrasonic, idan aka haɗa shi da ƙa'idodin daidaitawa masu ƙarfi, yana kiyaye ingantaccen aiki idan aka fuskanci canje-canje a cikin abubuwan da aka haɗa na slurry, waɗanda ake yawan samu a cikin ayyukan CMP na ci gaba.
A taƙaice, auna yawan slurry a ainihin lokaci - musamman ta amfani da fasahar ultrasonic - ya zama muhimmin abu ga hanyoyin sarrafa yawan slurry a cikin CMP. Waɗannan ci gaba suna inganta yawan amfanin ƙasa, ingancin sarrafawa, da ingancin wafer a masana'antar semiconductor.
Sanya Shigarwa da Haɗawa a Tsarin CMP
Daidaiton yawan slurry yana da matuƙar muhimmanci don sarrafa yawan slurry a cikin tsarin ƙirar sinadarai. Zaɓar wuraren shigarwa masu inganci don mita yawan slurry yana shafar daidaito, daidaiton tsari, da ingancin wafer.
Muhimman Abubuwa Don Zaɓar Ma'aunin Shigarwa
A cikin saitunan CMP, ya kamata a sanya mita masu yawa don sa ido kan ainihin slurry da ake amfani da shi don goge wafer. Babban wuraren shigarwa sun haɗa da:
- Tankin sake zagayawa:Sanya mita a wurin fitar da na'urar yana ba da haske game da yanayin slurry na tushe kafin rarrabawa. Duk da haka, wannan wurin na iya rasa canje-canje da ke faruwa a ƙasa, kamar samuwar kumfa ko tasirin zafi na gida.
- Layukan Isarwa:Shigarwa bayan an haɗa na'urorin da kuma kafin a shigar da na'urorin rarrabawa yana tabbatar da cewa ma'aunin yawan yana nuna tsarin ƙarshe na slurry, gami da Cerium oxide (CeO₂) polishing slurry da sauran ƙari. Wannan matsayi yana ba da damar gano canje-canje a cikin yawan slurry kafin a sarrafa wafers.
- Kulawa a Wurin Amfani:Mafi kyawun wurin yana nan da nan sama da bawul ko kayan aikin da ake amfani da shi. Wannan yana kama yawan slurry a ainihin lokaci kuma yana sanar da masu aiki game da karkacewa a cikin yanayin aiki wanda zai iya tasowa daga dumama layi, rabuwa, ko samar da kumfa mai ƙura.
Lokacin zaɓar wuraren shigarwa, dole ne a yi la'akari da ƙarin abubuwa kamar tsarin kwararar ruwa, yanayin bututu, da kusanci da famfo ko bawuloli:
- Soyayyahawa a tsayetare da kwararar iska zuwa sama don rage kumfa da tarin laka a kan abin da ke ji.
- A kula da diamita da yawa na bututu tsakanin mita da manyan hanyoyin hayaniyar ruwa (famfo, bawuloli) don guje wa kurakuran karatu saboda matsalar kwararar ruwa.
- Amfaniyanayin kwararar ruwa(masu daidaita ko sassan kwantar da hankali) don kimanta ma'aunin yawa a cikin yanayin laminar mai ɗorewa.
Kalubalen da Aka Yi Amfani da Su da Mafi Kyawun Ayyuka don Haɗakar Na'urori Masu Inganci
Tsarin slurry na CMP yana da ƙalubale da yawa na haɗin kai:
- Shigar da Iska da Kumfa:Mita yawan sinadarin ultrasonic na iya yin kuskuren fahimtar yawan sinadarin idan akwai ƙananan kumfa. A guji sanya na'urori masu auna sigina kusa da wuraren shigar iska ko kuma canjin kwararar iska kwatsam, waɗanda galibi ke faruwa kusa da fitar famfo ko tankunan haɗawa.
- Lalata:A cikin layukan kwance, na'urori masu auna sigina na iya haɗuwa da daskararrun da ke daidaita sigina, musamman tare da ruwan gogewa na CeO₂. Ana ba da shawarar hawa tsaye ko sanya shi a saman wuraren da za a iya daidaita sigina don kiyaye daidaitaccen sarrafa yawan sigina.
- Lalacewar firikwensin:Ruwan CMP yana ɗauke da sinadarai masu lalata da sinadarai waɗanda zasu iya haifar da datti ko rufe na'urar firikwensin. An tsara kayan aikin layin Lonnmeter don rage wannan, amma dubawa da tsaftacewa akai-akai suna da mahimmanci don aminci.
- Girgizar Inji:Kusa da na'urorin injiniya masu aiki na iya haifar da hayaniya a cikin firikwensin, wanda hakan ke rage daidaiton aunawa. Zaɓi wuraren shigarwa waɗanda ba su da isasshen hasken girgiza.
Domin samun sakamako mafi kyau na haɗin kai:
- Yi amfani da sassan kwararar laminar don shigarwa.
- Tabbatar da daidaito a tsaye duk inda zai yiwu.
- Samar da sauƙin shiga don kulawa da daidaitawa lokaci-lokaci.
- Ka ware na'urori masu auna girgiza da kwarara daga lalacewa.
CMP
*
Dabaru Kan Kula da Tsaftace Ruwa
Ingantaccen tsarin sarrafa yawan slurry a cikin tsarin injina na sinadarai yana da mahimmanci don kiyaye daidaiton yawan cire kayan aiki, rage lahani a saman wafer, da kuma tabbatar da daidaito a tsakanin wafers na semiconductor. Ana amfani da hanyoyi da fasahohi da dama don cimma wannan daidaito, yana tallafawa duka ayyukan da aka tsara da kuma yawan amfanin na'urori.
Dabaru da Kayan Aiki don Kula da Ingantaccen Tsarin Ruwa
Kula da yawan sinadarin slurry yana farawa ne da sa ido a ainihin lokaci kan ƙwayoyin da ke lalata da kuma nau'ikan sinadarai a cikin sinadarin polishing slurry. Ga sinadarin polishing slurry na Cerium oxide (CeO₂) da sauran hanyoyin CMP, hanyoyin kai tsaye kamar auna yawan sinadarin slurry a cikin layi su ne muhimman abubuwa. Mita yawan sinadarin ultrasonic, kamar waɗanda Lonnmeter ya ƙera, suna ba da ma'aunin yawan sinadarin slurry akai-akai, wanda ke da alaƙa da cikakken abun ciki mai ƙarfi da daidaito.
Dabaru na ƙarin aiki sun haɗa da nazarin turbidity—inda na'urori masu auna gani ke gano warwatse daga barbashi masu abrasive da aka dakatar—da kuma hanyoyin spectroscopic kamar UV-Vis ko Near-Infrared (NIR) spectroscopy don auna mahimman abubuwan amsawa a cikin kwararar slurry. Waɗannan ma'aunai suna samar da kashin bayan tsarin sarrafa tsarin CMP, wanda ke ba da damar daidaitawa kai tsaye don kula da tagogi masu maida hankali da rage bambancin tsari-zuwa-baki.
Ana amfani da na'urori masu auna lantarki a cikin tsari mai wadataccen ions na ƙarfe, suna ba da bayanai masu sauri kan takamaiman yawan ionic da kuma tallafawa ƙarin gyara a cikin aikace-aikacen masana'antar semiconductor na ci gaba.
Madannin Ra'ayoyin da kuma sarrafa kansa don Kula da Madauri Rufe
Shigar da kayan aikin zamani na kera sinadarai da na'urori masu amfani da tsarin zamani suna ƙara amfani da tsarin sarrafa madauri mai rufewa wanda ke haɗa tsarin aunawa ta intanet tare da tsarin rarrabawa ta atomatik. Ana aika bayanai daga mita masu yawa na slurry da na'urori masu alaƙa kai tsaye zuwa ga masu sarrafa dabaru na shirye-shirye (PLCs) ko tsarin sarrafawa mai rarrabawa (DCS). Waɗannan tsarin suna kunna bawuloli ta atomatik don ƙara ruwan kwalliya, yawan allurar slurry mai yawa, har ma da allurar stabilizer, yana tabbatar da cewa tsarin yana cikin akwatin aiki da ake buƙata a kowane lokaci.
Wannan tsarin ra'ayi yana ba da damar ci gaba da gyara duk wani karkacewa da na'urori masu auna sigina na ainihin lokaci suka gano, guje wa yawan narkewa, kiyaye ingantaccen yawan gogewa, da rage yawan amfani da sinadarai. Misali, a cikin kayan aikin CMP mai yawan aiki don ci gaba da amfani da ƙwayoyin wafer, na'urar auna yawan gogewa ta ultrasonic za ta gano raguwar yawan gogewa kuma nan da nan za ta nuna wa tsarin allurar alama don ƙara yawan gogewa, har sai yawan gogewa ya koma wurin da aka saita. Akasin haka, idan yawan gogewa da aka auna ya wuce ƙa'idodi, dabarun sarrafawa yana fara ƙara ruwan gogewa don dawo da daidaiton yawan gogewa.
Matsayin Auna Yawan Kauri Wajen Daidaita Ruwan Kwalliya da Yawan Karin Ruwan Sha
Ma'aunin yawan slurry shine ginshiƙin sarrafa yawan aiki. Ƙimar yawan da kayan aiki kamar mita na Lonnmeter ke bayarwa yana ba da bayanai kai tsaye ga mahimman sigogi guda biyu na aiki: yawan ruwan da ake amfani da shi wajen yin kwalliya da kuma yawan abincin slurry mai yawa.
Ta hanyar gano ma'aunin yawa a wurare masu mahimmanci - kamar kafin shigar da kayan aikin CMP ko bayan mahaɗin da aka yi amfani da shi - bayanai na ainihin lokaci suna ba da damar tsarin atomatik don daidaita ƙimar ƙara ruwa na kayan shafa, don haka yana narkar da slurry zuwa takamaiman bayanai da ake so. A lokaci guda, tsarin zai iya daidaita ƙimar ciyar da slurry mai yawa don kiyaye yawan gogewa da sinadarai daidai, yana lissafin amfani da kayan aiki, tasirin tsufa, da asarar da aka haifar ta hanyar aiki.
Misali, a lokacin da aka tsawaita tsarin tsarin NAND na 3D, ci gaba da sa ido kan yawan danshi yana gano tarin slurry ko yanayin daidaitawa, wanda ke haifar da ƙaruwa ta atomatik a cikin ruwan kayan shafa ko tashin hankali, kamar yadda ake buƙata don kwanciyar hankali na tsari. Wannan madaidaicin iko mai tsari yana da mahimmanci wajen kiyaye maƙasudin daidaito tsakanin wafer-zuwa-wafer da cikin wafer, musamman yayin da girman na'ura da tagogi na tsari suka yi ƙanƙanta.
A taƙaice, dabarun sarrafa yawan slurry a cikin CMP sun dogara ne akan haɗakar ma'aunin layi na ci gaba da amsoshin rufe-madauri ta atomatik. Mita mai yawa na slurry, musamman na'urorin ultrasonic kamar waɗanda ke Lonnmeter, suna taka muhimmiyar rawa wajen isar da bayanai masu inganci da lokaci da ake buƙata don sarrafa tsari mai tsauri a cikin mahimman matakan kera semiconductor. Waɗannan kayan aiki da hanyoyin suna rage bambancin, suna tallafawa dorewa ta hanyar inganta amfani da sinadarai, da kuma ba da damar daidaiton da ake buƙata don fasahar nodes ta zamani.
Jagorar Zaɓin Mita Mai Yawa na Slurry don Masana'antar Semiconductor
Zaɓar na'urar auna yawan slurry don ƙirar injiniyan sinadarai (CMP) a masana'antar semiconductor yana buƙatar kulawa sosai ga buƙatun fasaha daban-daban. Manyan ƙa'idodin aiki da aikace-aikacen sun haɗa da hankali, daidaito, dacewa da sinadarai masu ƙarfi na slurry, da sauƙin haɗawa cikin tsarin isar da slurry na CMP da shigarwar kayan aiki.
Bukatun Jin Daɗi da Daidaito
Tsarin sarrafa CMP ya dogara ne akan ƙananan bambance-bambance a cikin abun da ke cikin slurry. Mita mai yawa dole ne ya gano mafi ƙarancin canje-canje na 0.001 g/cm³ ko mafi kyau. Wannan matakin jin daɗi yana da mahimmanci don gano ko da ƙananan canje-canje a cikin abun da ke lalata - kamar waɗanda aka samu a cikin slurry mai gogewa na CeO₂ ko slurries na tushen silica - saboda waɗannan suna shafar ƙimar cire kayan, siffar wafer, da lahani. Matsakaicin daidaito da aka yarda da shi don mita mai yawa na slurry na semiconductor shine ±0.001–0.002 g/cm³.
Daidaituwa da Aggressive Slurries
Slurries da ake amfani da su a cikin CMP na iya ƙunsar ƙwayoyin cuta masu abrasive kamar cerium oxide (CeO₂), alumina, ko silica, waɗanda aka dakatar a cikin kafofin da ke aiki da sinadarai. Mita mai yawa dole ne ya jure wa dogon lokaci yana fuskantar gurɓataccen jiki da muhallin da ke lalata ba tare da ya fita daga daidaitawa ko wahalar datti ba. Kayan da ake amfani da su a cikin sassan da aka jika ya kamata su kasance marasa aiki ga duk sinadaran slurry da ake amfani da su akai-akai.
Sauƙin Haɗaka
Mita mai yawa na slurry dole ne ya dace cikin kayan aikin CMP da ake da su cikin sauƙi. Abubuwan da za a yi la'akari da su sun haɗa da:
- Ƙaramin matsi da ƙarancin matsin lamba don guje wa tasirin isar da slurry.
- Tallafi ga daidaitattun hanyoyin haɗin masana'antu don shigarwa da kulawa cikin sauri.
- Daidaitawar fitarwa (misali, siginar analog/dijital) don haɗa kai a ainihin lokaci tare da tsarin sarrafa yawan abubuwan da ke cikin slurry, amma ba tare da samar da waɗannan tsarin da kansu ba.
Siffofin Kwatantawa na Fasahar Firikwensin Jagora
Ana sarrafa sarrafa yawan na'urorin polishing slurries ta hanyar azuzuwan firikwensin guda biyu: mitoci masu tushen densitometry da kuma mitoci masu tushen refractometry. Kowannensu yana da ƙarfi da ya dace da aikace-aikacen masana'antar semiconductor.
Mita masu tushen densitometry (misali, Ma'aunin Yawan Ultrasonic Slurry)
- Yana amfani da saurin yaɗuwar sauti ta cikin slurry, wanda ke da alaƙa kai tsaye da yawan sauti.
- Yana samar da ma'aunin layi mai yawa a cikin ma'aunin yawa a cikin nau'ikan yawan slurry da nau'ikan abrasive.
- Ya dace sosai don yin amfani da sinadarai masu ƙarfi, gami da CeO₂ da silica, saboda ana iya ware abubuwan da ke haifar da ji daga sinadarai.
- Daidaito da hankali na yau da kullun sun cika ƙa'idar ƙasa da 0.001 g/cm³.
- Shigarwa yawanci a layi, yana ba da damar ci gaba da aunawa a ainihin lokaci yayin aikin kayan aikin kera injina.
Ma'aunin da aka dogara da Refractometry
- Yana auna ma'aunin haske don tantance yawan slurry.
- Yana da tasiri wajen gano canje-canje masu sauƙi a cikin abun da ke cikin slurry saboda yawan saurin amsawa ga canje-canjen taro; yana da ikon magance canje-canjen rabon taro <0.1%.
- Duk da haka, ma'aunin haske yana da alaƙa da masu canjin yanayi kamar zafin jiki, wanda ke buƙatar daidaitawa da kyau da diyya ga zafin jiki.
- Yana iya samun ƙarancin dacewa da sinadarai, musamman a cikin slurries masu ƙarfi ko marasa haske.
Tsarin Girman Barbashi a Matsayin Ƙarin Bayani
- Karatun yawan ƙwayoyin cuta na iya canzawa ta hanyar canje-canje a cikin rarrabawar girman ƙwayoyin cuta ko haɗuwa.
- Ana ba da shawarar haɗa shi da nazarin girman barbashi na lokaci-lokaci (misali, watsa haske mai ƙarfi ko na'urar duba haske ta lantarki) ta hanyar mafi kyawun hanyoyin masana'antu, don tabbatar da cewa canje-canjen da ke bayyana ba wai kawai saboda tarin barbashi ba ne.
Abubuwan da za a yi la'akari da su don Ma'aunin Yawan Layi na Lonnmeter
- Lonnmeter ya ƙware wajen kera mita masu yawa a layi da kuma na ɗanko, ba tare da samar da software ko haɗin tsarin da ke tallafawa ba.
- Ana iya ƙayyade mitoci na mita don jure wa gurɓatattun abubuwa masu guba da sinadarai masu aiki da sinadarai, kuma an tsara su don shigarwa kai tsaye a cikin kayan aikin sarrafa semiconductor, wanda ya dace da buƙatun auna yawan slurry na ainihin lokaci.
Lokacin da ake bitar zaɓuɓɓuka, mayar da hankali kan muhimman ka'idojin aikace-aikacen: tabbatar da cewa mitar yawa ta cimma daidaito da daidaiton da ake buƙata, an gina ta ne daga kayan da suka dace da sinadaran slurry ɗinku, tana jure aiki akai-akai, kuma tana haɗuwa cikin layukan isar da slurry mai gogewa cikin tsari na CMP. Ga masana'antar semiconductor, ma'aunin yawan slurry daidai yana ƙarfafa daidaiton wafer, yawan amfanin ƙasa, da kuma yawan samarwa.
Tasirin Ingancin Kula da Yawan Slurry akan Sakamakon CMP
Daidaiton yawan slurry yana da matuƙar muhimmanci a tsarin tsara sinadari. Idan aka kiyaye yawan danshi daidai, adadin barbashi masu gogewa da ke akwai yayin gogewa zai kasance daidai. Wannan yana shafar ƙimar cire kayan (MRR) kai tsaye da ingancin saman wafer ɗin.
Rage lahani a saman Wafer da Ingantaccen WIWNU
An tabbatar da cewa kiyaye yawan slurry mafi kyau yana rage lahani a saman wafer kamar ƙananan scratches, dishing, zaizayar ƙasa, da gurɓatar barbashi. Bincike daga 2024 ya nuna cewa kewayon yawan da aka sarrafa, yawanci tsakanin 1 wt% zuwa 5 wt% don tsarin colloidal silica, yana samar da mafi kyawun daidaito tsakanin ingancin cirewa da rage lahani. Yawan yawa da yawa yana ƙara haɗarin abrasion, wanda ke haifar da ƙaruwa sau biyu zuwa uku a cikin adadin lahani a kowace murabba'in santimita, kamar yadda aka tabbatar ta hanyar na'urar microscopy na ƙarfin atomic da nazarin ellipsometry. Kula da yawan da ya taurare kuma yana inganta rashin daidaituwa a cikin wafer (WIWNU), yana tabbatar da cewa an cire kayan daidai a cikin wafer, wanda yake da mahimmanci ga na'urorin semiconductor na ci gaba. Yawan da ya dace yana taimakawa wajen hana balaguron tsari wanda zai iya kawo cikas ga maƙasudin kauri fim ko lanƙwasa.
Tsawaita Rayuwar Slurry da Rage Kudin Amfani
Dabaru na sarrafa yawan ruwa—gami da sa ido kan lokaci-lokaci tare da mita masu yawa na ultrasonic slurry—suna tsawaita tsawon rayuwar amfani da slurry na CMP. Ta hanyar hana yawan shan ruwa ko yawan narkewa, kayan aikin injiniya na sinadarai suna cimma mafi kyawun amfani da abubuwan da ake amfani da su. Wannan hanyar tana rage yawan maye gurbin slurry kuma tana ba da damar dabarun sake amfani da shi, rage jimillar farashi. Misali, a cikin aikace-aikacen goge slurry na CeO₂, kula da yawan ruwa da kyau yana ba da damar sake daidaita ma'aunin slurry kuma yana rage yawan sharar gida ba tare da yin asarar aiki ba. Ingantaccen kula da yawan ruwa yana ba injiniyoyin tsari damar murmurewa da sake amfani da slurry na gogewa wanda ya kasance a cikin iyakokin aiki masu karɓuwa, wanda hakan ke ƙara rage farashin.
Ingantaccen Maimaitawa da Sarrafa Tsarin Aiki don Ci gaba da Masana'antar Node
Aikace-aikacen masana'antar semiconductor na zamani suna buƙatar maimaituwa mai yawa a matakin ƙira na sinadarai da injiniya. A cikin kera ƙwayoyin cuta na ci gaba, har ma da ƙananan canje-canje a cikin yawan slurry na iya haifar da bambancin da ba za a iya yarda da shi ba a cikin sakamakon wafer. Atomatik da haɗa mita masu yawa na slurry na cikin layi - kamar waɗanda Lonnmeter ya ƙera - suna sauƙaƙa ci gaba da amsawar lokaci-lokaci don sarrafa tsari. Waɗannan kayan aikin suna ba da ma'auni daidai a cikin yanayin sinadarai masu tsauri kamar CMP, suna tallafawa tsarin madaukai masu rufewa waɗanda ke amsawa nan da nan ga karkacewa. Ma'aunin yawa mai aminci yana nufin mafi girman daidaito daga wafer zuwa wafer da kuma ƙara ƙarfi akan MRR, wanda yake da mahimmanci don samar da semiconductor na ƙasa da 7nm. Shigar da kayan aiki mai kyau - daidaitaccen matsayi a cikin layin isar da slurry - da kulawa akai-akai suna da mahimmanci don tabbatar da cewa mita suna aiki da aminci kuma suna samar da bayanai masu mahimmanci don kwanciyar hankali na tsari.
Kula da isasshen yawan slurry yana da mahimmanci don haɓaka yawan amfanin samfur, rage lahani, da kuma tabbatar da ƙera shi cikin farashi mai rahusa a cikin hanyoyin CMP.
Tambayoyin da Ake Yawan Yi (Tambayoyin da Ake Yawan Yi)
Menene aikin na'urar auna yawan slurry a cikin tsarin ƙirar injiniyan sinadarai?
Mita mai yawan slurry tana taka muhimmiyar rawa a tsarin ƙirar sinadarai ta hanyar auna yawan da yawan slurry mai gogewa akai-akai. Babban aikinsa shine samar da bayanai na ainihin lokaci kan daidaiton gogewa da sinadarai a cikin slurry, tabbatar da cewa duka suna cikin takamaiman iyaka don ingantaccen tsarin wafer. Wannan iko na ainihin lokaci yana hana lahani kamar karce ko cire kayan da ba su dace ba, wanda aka saba da shi tare da cakuda slurry da aka narke ko ba a narke ba. Daidaitaccen yawan slurry yana taimakawa wajen kiyaye sake haifuwa a duk lokacin samarwa, yana rage bambancin wafer-zuwa-wafer, kuma yana tallafawa inganta tsari ta hanyar haifar da ayyukan gyara idan an gano karkacewa. A cikin ci gaba da ƙera semiconductor da aikace-aikacen aminci, ci gaba da sa ido yana rage sharar gida kuma yana tallafawa tsauraran matakan tabbatar da inganci.
Me yasa aka fi son slurry na gogewa na CeO₂ don wasu matakan tsarawa a masana'antar semiconductor?
Ana zaɓar slurry na gogewa na Cerium oxide (CeO₂) don takamaiman matakan tsara semiconductor saboda zaɓin sa na musamman da kuma kusancin sinadarai, musamman ga fina-finan gilashi da oxide. Barbashi masu kama da juna suna haifar da ingantaccen tsari tare da ƙarancin lahani da ƙarancin gogewa a saman. Sifofin sinadarai na CeO₂ suna ba da damar daidaita da kuma maimaitawa, waɗanda suke da mahimmanci ga aikace-aikacen ci gaba kamar photonics da da'irori masu yawa. Bugu da ƙari, CeO₂ slurry yana tsayayya da haɗuwa, yana riƙe da dakatarwa akai-akai koda a lokacin ayyukan CMP na dogon lokaci.
Ta yaya na'urar auna yawan slurry ta ultrasonic ke aiki idan aka kwatanta da sauran nau'ikan aunawa?
Mita mai yawan slurry yana aiki ta hanyar watsa raƙuman sauti ta cikin slurry da auna saurin da raguwar waɗannan raƙuman. Yawan slurry yana tasiri kai tsaye kan yadda raƙuman ruwa ke tafiya da kuma yadda ƙarfinsu ke raguwa. Wannan hanyar aunawa ba ta da kutse kuma tana ba da bayanai game da yawan slurry a ainihin lokaci ba tare da buƙatar ware ko lalata kwararar aikin ba. Hanyoyin ultrasonic suna nuna ƙarancin jin daɗi ga masu canji kamar saurin kwarara ko girman barbashi idan aka kwatanta da tsarin auna yawan na'urori (wanda aka yi da ruwa) ko tsarin gravimetric. A cikin tsarin injiniyan sinadarai, wannan yana fassara zuwa ma'auni masu inganci, masu ƙarfi ko da a cikin slurries masu yawan kwarara, masu wadataccen barbashi.
A ina ya kamata a sanya mita masu yawa na slurry a cikin tsarin CMP?
Mafi kyawun wuraren shigarwa don mita mai yawa a cikin kayan aikin injiniyan sinadarai sun haɗa da:
- Tankin sake zagayowar: don ci gaba da sa ido kan yawan slurry gaba ɗaya kafin rarrabawa.
- Kafin a kai wurin amfani zuwa ga maƙallin gogewa: don tabbatar da cewa slurry ɗin da aka bayar ya cika ƙa'idodin yawan da aka yi niyya.
- Bayan haɗawar slurry: tabbatar da cewa sabbin shirye-shiryen sun dace da dabarun da ake buƙata kafin shiga cikin tsarin aiki.
Waɗannan matsayi na dabarun suna ba da damar ganowa da gyara duk wani karkacewa a cikin yawan sinadarin slurry, yana hana lalacewar ingancin wafer da katsewar tsari. Sanya shi yana faruwa ne ta hanyar yanayin kwararar slurry, yanayin haɗuwa na yau da kullun, da kuma buƙatar amsawa nan take kusa da faifan planarization.
Ta yaya daidaitaccen tsarin sarrafa yawan slurry ke inganta aikin tsarin CMP?
Daidaitaccen tsarin sarrafa yawan slurry yana inganta tsarin tsara sinadari ta hanyar tabbatar da daidaiton yawan cirewa, rage bambancin juriya ga takarda, da kuma rage yawan lahani a saman. Tsaftataccen yawan slurry yana tsawaita tsawon rayuwar polishing pad da wafer ta hanyar hana amfani da shi fiye da kima ko kuma amfani da shi ba daidai ba. Hakanan yana rage farashin sarrafawa ta hanyar inganta yawan slurry, rage sake aiki, da kuma tallafawa yawan amfanin na'urar semiconductor. Musamman a cikin ci gaba da kera na'urorin quantum, tsauraran sarrafa slurry yana tallafawa lanƙwasa mai sake samarwa, daidaitaccen aikin lantarki, da rage ɗigon ruwa a cikin gine-ginen na'urori.
Lokacin Saƙo: Disamba-09-2025
