Химийн механик хавтгайжуулалт(CMP) нь дэвшилтэт хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн үндсэн процесс юм. Энэ нь вафлийн гадаргуу дээр атомын түвшний тэгш байдлыг хангаж, олон давхаргат архитектур, төхөөрөмжийн илүү нягт савлагаа, илүү найдвартай гарцыг бий болгодог. CMP нь эргэлдэгч дэвсгэр болон тусгай өнгөлгөөний зуурмаг ашиглан химийн болон механик үйлдлийг нэгэн зэрэг нэгтгэдэг бөгөөд илүүдэл хальс болон гадаргуугийн жигд бус байдлыг арилгахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь интеграл хэлхээнд онцлог шинж чанарыг тодорхойлох, тэгшлэхэд чухал үүрэгтэй.
CMP-ийн дараах вафлийн чанар нь өнгөлгөөний зутангийн найрлага, шинж чанарыг сайтар хянахаас ихээхэн хамаардаг. Зуурмаг нь физик үрэлт болон химийн урвалын хурдыг оновчтой болгох зориулалттай химийн бодисын коктейльд түдгэлзсэн церийн исэл (CeO₂) зэрэг зүлгүүрийн хэсгүүдийг агуулдаг. Жишээлбэл, церийн исэл нь цахиур дээр суурилсан хальсны хувьд оновчтой хатуулаг болон гадаргуугийн химийн найрлагыг санал болгодог тул CMP-ийн олон хэрэглээнд сонгох материал болдог. CMP-ийн үр нөлөө нь зөвхөн зүлгүүрийн хэсгүүдийн шинж чанараас гадна зутангийн концентраци, рН, нягтралыг нарийн хянахаас хамаарна.
Химийн механик хавтгайжуулалт
*
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлд өнгөлгөөний зутангийн үндэс
Өнгөлгөөний зутан нь химийн механик хавтгайлах процессын гол цөм юм. Эдгээр нь вафлийн гадаргуу дээр механик үрэлт болон химийн гадаргуугийн өөрчлөлтийг хоёуланг нь хийх зориулалттай нарийн төвөгтэй холимог юм. CMP зутангийн гол үүрэгт материалыг үр дүнтэй зайлуулах, хавтгай байдлыг хянах, вафлийн том талбайд жигд байдлыг хангах, согогийг багасгах зэрэг орно.
Өнгөлгөөний зуурмагийн үүрэг ба найрлага
Ердийн CMP зутан нь шингэн матрицад түдгэлзсэн зүлгүүрийн хэсгүүдийг агуулдаг бөгөөд химийн нэмэлт болон тогтворжуулагчаар баяжуулдаг. Бүрэлдэхүүн хэсэг бүр нь өөр өөр үүрэг гүйцэтгэдэг:
- Зүлгүүрийн материал:Эдгээр нарийн, хатуу хэсгүүд - голчлон хагас дамжуулагч хэрэглээнд цахиурын исэл (SiO₂) эсвэл церийн исэл (CeO₂) нь материалыг зайлуулах механик хэсгийг гүйцэтгэдэг. Тэдгээрийн концентраци болон ширхэгийн хэмжээний тархалт нь зайлуулах хурд болон гадаргуугийн чанарыг хоёуланг нь хянадаг. Зүлгүүрийн агууламж нь ихэвчлэн жингийн 1%-5% хооронд хэлбэлздэг бөгөөд ширхэгийн диаметр нь 20 нм-ээс 300 нм хооронд байдаг бөгөөд энэ нь вафлийг хэт их зурахаас зайлсхийхийн тулд нарийн тодорхойлогдсон байдаг.
- Химийн нэмэлтүүд:Эдгээр бодисууд нь үр дүнтэй хавтгайжуулалтын химийн орчныг бүрдүүлдэг. Исэлдүүлэгчид (жишээлбэл, устөрөгчийн хэт исэл) нь үрэлтэд хялбар гадаргуугийн давхарга үүсэхийг хөнгөвчилдөг. Нийлмэл буюу хелатжуулагч бодисууд (жишээлбэл, аммонийн персульфат эсвэл нимбэгийн хүчил) нь металлын ионуудыг холбож, арилгахыг сайжруулж, согог үүсэхийг дарангуйлдаг. Зэргэлдээ эсвэл доор байрлах вафли давхаргын хүсээгүй сийлэлтээс урьдчилан сэргийлэх, сонгомол чанарыг сайжруулахын тулд дарангуйлагчдыг нэвтрүүлдэг.
- Тогтворжуулагчид:Гадаргуугийн идэвхт бодис болон рН буфер нь зуурмагийн тогтвортой байдал болон жигд тархалтыг хадгалдаг. Гадаргуугийн идэвхт бодисууд нь зүлгүүрийн бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлж, нэгэн жигд арилгах хурдыг хангадаг. рН буфер нь химийн урвалын тогтвортой хурдыг хангаж, бөөмсийн бөөгнөрөл эсвэл зэврэлт үүсэх магадлалыг бууруулдаг.
Бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн найрлага болон концентрацийг химийн механик хавтгайжуулалтын процесст оролцдог тодорхой вафлийн материал, төхөөрөмжийн бүтэц, үйл явцын үе шатанд тохируулан тохируулдаг.
Нийтлэг зутан: Цахиурын давхар исэл (SiO₂) ба Церийн исэл (CeO₂)
Цахиурын (SiO₂) өнгөлгөөний зутандавхарга хоорондын диэлектрик (ILD) болон гүехэн суваг тусгаарлах (STI) өнгөлгөө гэх мэт исэл хавтгайжуулалтын үе шатуудыг давамгайлдаг. Тэдгээр нь ихэвчлэн үндсэн (рН ~10) орчинд коллоид эсвэл утаатай цахиурыг зүлгүүр болгон ашигладаг бөгөөд заримдаа зураасны согогийг хязгаарлаж, зайлуулах хурдыг оновчтой болгохын тулд бага зэргийн гадаргуугийн идэвхт бодис болон зэврэлтийг дарангуйлагчаар баяжуулдаг. Цахиурын хэсгүүд нь жигд хэмжээ, бага хатуулагтай тул нарийн давхаргад тохиромжтой зөөлөн, жигд материалыг зайлуулах боломжийг олгодог.
Церийн исэл (CeO₂) өнгөлгөөний зутанэцсийн шилэн субстрат өнгөлгөө, дэвшилтэт субстрат хавтгайжуулалт, хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн тодорхой исэл давхарга зэрэг өндөр сонгомол байдал, нарийвчлал шаарддаг хүнд хэцүү хэрэглээнд сонгогддог. CeO₂ зүлгүүрүүд нь ялангуяа цахиурын давхар ислийн гадаргуутай холбоотой өвөрмөц урвалд ордог бөгөөд энэ нь химийн болон механик арилгах механизмыг идэвхжүүлдэг. Энэхүү давхар үйлдэл нь согогийн доод түвшинд өндөр хавтгайжуулалтын хурдыг өгдөг бөгөөд энэ нь CeO₂ зутанг шил, хатуу дискний субстрат эсвэл дэвшилтэт логик төхөөрөмжийн зангилаануудад илүү тохиромжтой болгодог.
Зүлгүүр, нэмэлт бодис, тогтворжуулагчийн үйл ажиллагааны зорилго
- Зүлгүүрийн материалМеханик үрэлтийг гүйцэтгэнэ. Тэдгээрийн хэмжээ, хэлбэр, концентраци нь арилгах хурд болон гадаргуугийн өнгөлгөөг тодорхойлдог. Жишээлбэл, жигд 50 нм цахиурын зүлгүүр нь исэл давхаргыг зөөлөн, жигд тэгшлэх боломжийг олгодог.
- Химийн нэмэлтүүдГадаргуугийн исэлдэлт болон уусалтыг хөнгөвчилснөөр сонгомол арилгах боломжийг олгоно. Зэсийн CMP-д глицин (комплекс үүсгэгч бодис болгон) болон устөрөгчийн хэт исэл (исэлдүүлэгч бодис болгон) синергетик байдлаар ажилладаг бол BTA нь зэсийн шинж чанарыг хамгаалдаг дарангуйлагчийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
- ТогтворжуулагчидЗуурмагийн найрлагыг цаг хугацааны явцад жигд байлгана. Гадаргуугийн идэвхт бодисууд нь тунадасжилт болон бөөгнөрөл үүсэхээс сэргийлж, зүлгүүрийн хэсгүүдийг жигд тарааж, процесст ашиглах боломжтой байлгахад тусалдаг.
Өвөрмөц шинж чанар ба хэрэглээний хувилбарууд: CeO₂ ба SiO₂ зутан
CeO₂ өнгөлгөөний зутанЭнэ нь химийн урвалд орох чадварынхаа ачаар шил болон цахиурын ислийн хоорондох өндөр сонгомол чанарыг санал болгодог. Энэ нь өндөр материалын сонгомол чанар зайлшгүй шаардлагатай хатуу, хэврэг суурь эсвэл нийлмэл ислийн давхаргыг хавтгай болгоход онцгой үр дүнтэй байдаг. Энэ нь хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн дэвшилтэт суурь бэлтгэх, нарийн шилэн өнгөлгөө, тодорхой гүехэн суваг тусгаарлах (STI) CMP үе шатуудад CeO₂ зутанг стандарт болгодог.
SiO₂ өнгөлгөөний зутанМеханик болон химийн аргаар зайлуулах тэнцвэртэй хослолыг хангадаг. Энэ нь их хэмжээний исэл болон давхаргын диэлектрик хавтгайжуулалтад өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд өндөр дамжуулах чадвар болон хамгийн бага согог шаардлагатай байдаг. Цахиурын жигд, хяналттай бөөмийн хэмжээ нь зураас үүсэхийг хязгаарлаж, гадаргуугийн дээд зэргийн чанарыг баталгаажуулдаг.
Бөөмийн хэмжээ ба тархалтын жигд байдлын ач холбогдол
Бөөмийн хэмжээ болон тархалтын жигд байдал нь зутангийн гүйцэтгэлд чухал үүрэгтэй. Жигд, нанометрийн хэмжээтэй зүлгүүрийн хэсгүүд нь материалыг тогтмол зайлуулах хурд болон согоггүй вафлийн гадаргууг баталгаажуулдаг. Бөөгнөрөл нь зураас эсвэл урьдчилан таамаглах боломжгүй өнгөлөлтөд хүргэдэг бол өргөн хэмжээтэй тархалт нь жигд бус хавтгайжилт болон согогийн нягтралыг нэмэгдүүлдэг.
Зуурмагийн нягтрал хэмжигч эсвэл хэт авианы зутангийн нягтрал хэмжих төхөөрөмж зэрэг технологиор хянагддаг үр дүнтэй зутангийн концентрацийн хяналт нь тогтмол зүлгүүрийн ачаалал болон урьдчилан таамаглах боломжтой процессын үр дүнг хангаж, гарц болон төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд шууд нөлөөлдөг. Химийн механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмжийг суурилуулах, процессыг оновчтой болгоход нарийн нягтралын хяналт болон жигд тархалтыг хангах нь гол шаардлага юм.
Товчхондоо, өнгөлгөөний зутангийн найрлага, ялангуяа зүлгүүрийн төрөл, бөөмийн хэмжээ, тогтворжуулах механизмыг сонгох, хянах нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд химийн механик хавтгайжуулалтын процессын найдвартай байдал, үр ашгийг баталгаажуулдаг.
CMP-д зутангийн нягтралыг хэмжих ач холбогдол
Химийн механик хавтгайжуулалтын процесст зуурмагийн нягтралыг нарийн хэмжих, хянах нь вафли өнгөлөх үр ашиг, чанарт шууд нөлөөлдөг. Зуурмагийн нягтрал буюу өнгөлгөөний зуурмагийн доторх зүлгүүрийн хэсгүүдийн концентраци нь өнгөлгөөний хурд, эцсийн гадаргуугийн чанар, вафлины нийт гарцыг тодорхойлдог төв процессын хөшүүргийн үүрэг гүйцэтгэдэг.
Зуурмагийн нягтрал, өнгөлгөөний хурд, гадаргуугийн чанар болон вафлийн гарцын хоорондын хамаарал
CeO₂ өнгөлгөөний зутан эсвэл бусад өнгөлгөөний зутан найрлага дахь зүлгүүрийн бөөмсийн концентраци нь материалыг вафлийн гадаргуугаас хэр хурдан зайлуулахыг тодорхойлдог бөгөөд үүнийг ерөнхийдөө зайлуулах хурд эсвэл материал зайлуулах хурд (MRR) гэж нэрлэдэг. Зуурмагийн нягтрал нэмэгдэх нь ерөнхийдөө нэгж талбай дахь зүлгүүрийн контактуудын тоог нэмэгдүүлж, өнгөлгөөний хурдыг хурдасгадаг. Жишээлбэл, 2024 оны хяналттай судалгаагаар коллоид зутан дахь цахиурын бөөмсийн концентрацийг 5 жингийн% хүртэл нэмэгдүүлэх нь 200 мм-ийн цахиурын вафлийн зайлуулах хурдыг хамгийн ихэсгэсэн болохыг мэдээлсэн. Гэсэн хэдий ч энэ хамаарал нь шугаман биш бөгөөд буцалт буурах цэг байдаг. Зуурмагийн нягтрал өндөр үед бөөмсийн бөөгнөрөл нь массын тээвэрлэлт буурч, зуурамтгай чанар нэмэгдсэний улмаас зайлуулах хурдыг тэгшлэх эсвэл бүр бууруулахад хүргэдэг.
Гадаргуугийн чанар нь зуурмагийн нягтралд адилхан мэдрэмтгий байдаг. Өндөр концентрацид зураас, суулгагдсан хог хаягдал, нүх зэрэг согог илүү олон тохиолддог. Үүнтэй ижил судалгаагаар зуурмагийн нягтралыг 8-10%-иас дээш нэмэгдүүлэхэд гадаргуугийн барзгаржилт шугаман нэмэгдэж, зураасны нягтрал мэдэгдэхүйц нэмэгдсэнийг ажигласан. Үүний эсрэгээр, нягтралыг бууруулах нь согогийн эрсдэлийг бууруулдаг боловч арилгах явцыг удаашруулж, хавтгай байдлыг алдагдуулдаг.
Өнгөлгөөний дараах процессын үзүүлэлтийг хангасан вафлийн гарц буюу вафлийн гарцын эзлэх хувь нь эдгээр нийлмэл нөлөөллөөр зохицуулагддаг. Согогийн өндөр түвшин болон жигд бус арилгалт нь гарцыг бууруулж, орчин үеийн хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн дамжуулах чадвар болон чанарын хоорондох нарийн тэнцвэрийг онцолж байна.
Сларригийн бага зэргийн концентрацийн өөрчлөлт нь CMP процесст үзүүлэх нөлөө
Хамгийн оновчтой зутан нягтралаас хамгийн бага хазайлт буюу хувийн фракцууд нь ч гэсэн процессын гарцад мэдэгдэхүйц нөлөөлж болно. Хэрэв зүлгүүрийн концентраци зорилтот хэмжээнээс давсан бол бөөмсийн бөөгнөрөл үүсч, дэвсгэр болон агааржуулагч дискний хурдан элэгдэл, гадаргуугийн зураасны түвшин өндөр, химийн механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмжийн шингэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн бөглөрөл эсвэл элэгдэлд хүргэж болзошгүй. Бага нягтрал нь үлдэгдэл хальс болон жигд бус гадаргуугийн топографийг үлдээж, дараагийн фотолитографийн алхамуудад хүндрэл учруулж, гарцыг бууруулдаг.
Зуурмагийн нягтралын хэлбэлзэл нь вафли дээрх химийн-механик урвалд нөлөөлдөг бөгөөд дараа нь согог болон төхөөрөмжийн гүйцэтгэлд нөлөөлдөг. Жишээлбэл, шингэрүүлсэн зутан дахь жижиг эсвэл жигд бус тархсан хэсгүүд нь орон нутгийн зайлуулах хурдад нөлөөлж, их хэмжээний үйлдвэрлэлд процессын алдаа болж тархаж болох микротопографийг бий болгодог. Эдгээр нарийн ширийн зүйлс нь ялангуяа дэвшилтэт зангилаануудад зутангийн концентрацийг хатуу хянах, найдвартай хяналт шаарддаг.
Бодит цагийн зутангийн нягтралыг хэмжих ба оновчлох
Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн хэт авианы зутан нягтралын хэмжигч гэх мэт шугаман нягтралын хэмжигчийг байрлуулснаар зутангийн нягтралыг бодит цагийн хэмжилт хийх боломжтой болсон нь одоо хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тэргүүлэх хэрэглээнд стандарт болсон. Эдгээр багажууд нь зутангийн параметрүүдийг тасралтгүй хянах боломжийг олгодог бөгөөд зутан нь CMP багаж хэрэгсэл болон түгээлтийн системээр дамжин өнгөрөх үед нягтралын хэлбэлзлийн талаар шуурхай мэдээлэл өгдөг.
Бодит цагийн зуурмагийн нягтралыг хэмжих гол давуу талууд нь дараахь зүйлийг агуулна.
- Тодорхойлолтоос гажсан нөхцөл байдлыг нэн даруй илрүүлж, өртөг өндөртэй дараагийн процессоор дамжуулан согог тархахаас сэргийлнэ.
- Процессын оновчлол - инженерүүдэд зутангийн нягтралын оновчтой цонхыг хадгалах, согогийг багасгахын зэрэгцээ зайлуулах хурдыг хамгийн их байлгах боломжийг олгодог
- Вафли хоорондын болон багц хоорондын нягтралыг сайжруулснаар нийт үйлдвэрлэлийн гарц өндөр болно
- Хэт их төвлөрсөн эсвэл дутуу төвлөрсөн зутан нь өнгөлгөөний дэвсгэр, холигч болон түгээлтийн сантехникийн элэгдлийг хурдасгадаг тул тоног төхөөрөмжийн ашиглалтын хугацаа удаан байх нь
CMP тоног төхөөрөмжийг суурилуулах байршил нь ихэвчлэн дээжийн гогцоо эсвэл дахин эргэлтийн шугамыг хэмжих бүсээр дамжуулдаг бөгөөд нягтралын заалт нь вафли руу нийлүүлсэн бодит урсгалыг төлөөлж байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.
Нарийвчлалтай бөгөөд бодит цаг хугацаандзутангийн нягтралын хэмжилтбат бөх зутан нягтралын хяналтын аргуудын үндэс суурийг бүрдүүлдэг бөгөөд дэвшилтэт завсрын давхаргад зориулсан церийн исэл (CeO₂) зутан болон исэл CMP зэрэг тогтсон болон шинэ өнгөлгөөний зутангийн найрлагыг дэмждэг. Энэхүү чухал параметрийг хадгалах нь химийн механик хавтгайжуулалтын процессын туршид бүтээмж, өртгийн хяналт, төхөөрөмжийн найдвартай байдалтай шууд холбоотой.
Зуурмагийн нягтралыг хэмжих зарчим ба технологиуд
Зуурмагийн нягтрал нь химийн механик хавтгайжуулалтад (CMP) ашигладаг церийн исэл (CeO₂) найрлага гэх мэт өнгөлгөөний зутан дахь нэгж эзэлхүүн дэх хатуу бодисын массыг тодорхойлдог. Энэ хувьсагч нь материалын зайлуулах хурд, гаралтын жигд байдал, өнгөлсөн вафли дээрх согогийн түвшинг тодорхойлдог. Зуурмагийн нягтралыг үр дүнтэй хэмжих нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд гарц болон согогийн түвшинд шууд нөлөөлдөг зутангийн концентрацийг дэвшилтэт хянахын тулд чухал ач холбогдолтой.
CMP-ийн үйл ажиллагаанд янз бүрийн хэмжилтийн зарчмуудыг ашигладаг зутан нягтралын хэмжигчийг ашигладаг. Гравиметрийн аргууд нь тодорхой зутангийн эзэлхүүнийг цуглуулах, жинлэхэд суурилдаг бөгөөд өндөр нарийвчлалтай боловч бодит цагийн чадавхи дутмаг бөгөөд CMP тоног төхөөрөмжийг суурилуулах байршилд тасралтгүй ашиглахад тохиромжгүй болгодог. Цахилгаан соронзон нягтралын хэмжигч нь түдгэлзүүлсэн зүлгүүрийн хэсгүүдийн улмаас үүссэн дамжуулах чанар ба диэлектрикийн өөрчлөлтөд үндэслэн нягтралыг тооцоолохын тулд цахилгаан соронзон орныг ашигладаг. Чичиргээт хоолойн нягтралын хэмжигч гэх мэт чичиргээт хэмжигч нь зутангаар дүүргэсэн хоолойн давтамжийн хариу урвалыг хэмждэг; нягтралын өөрчлөлт нь чичиргээний давтамжид нөлөөлж, тасралтгүй хяналт хийх боломжийг олгодог. Эдгээр технологиуд нь шугаман хяналтыг дэмждэг боловч бохирдол эсвэл химийн өөрчлөлтөд мэдрэмтгий байж болно.
Хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч нь химийн-механик хавтгайжуулалтад бодит цагийн нягтралын хяналт хийх гол технологийн дэвшлийг илэрхийлдэг. Эдгээр багажууд нь зутангаар дамжуулан хэт авианы долгион ялгаруулж, нислэгийн хугацаа эсвэл дууны тархалтын хурдыг хэмждэг. Дууны орчин дахь хурд нь түүний нягтрал болон хатуу бодисын концентрацаас хамаардаг тул зутангийн шинж чанарыг нарийн тодорхойлох боломжийг олгодог. Хэт авианы механизм нь CMP-ийн ердийн зүлгүүрийн болон химийн хувьд түрэмгий орчинд маш тохиромжтой, учир нь энэ нь шууд холбоо барих хэмжигчтэй харьцуулахад мэдрэгчийн бохирдлыг бууруулдаг. Lonnmeter нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн CMP шугамд зориулагдсан шугаман хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч үйлдвэрлэдэг.
Хэт авианы нягтрал хэмжигч нь дараахь давуу талуудтай.
- Хөндлөнгийн бус хэмжилт: Мэдрэгчийг ихэвчлэн гадна талд эсвэл тойрч гарах урсгалын эсүүд дотор суурилуулдаг бөгөөд энэ нь лагийг багасгаж, мэдрэгч гадаргуугийн үрэлтээс сэргийлдэг.
- Бодит цагийн чадавхи: Тасралтгүй гаралт нь процессыг шууд тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь зутангийн нягтралыг тодорхойлсон параметрүүдийн хүрээнд байлгаж, вафлийн өнгөлгөөний чанарыг оновчтой болгодог.
- Өндөр нарийвчлал ба бат бөх чанар: Хэт авианы сканнер нь удаан хугацааны суурилуулалтын үед зутангийн химийн хэлбэлзэл эсвэл тоосонцорын ачаалалд нөлөөлөхгүйгээр тогтвортой, давтагдах боломжтой уншилтыг санал болгодог.
- CMP тоног төхөөрөмжтэй нэгтгэх: Тэдгээрийн дизайн нь дахин эргэлтийн лагны шугам эсвэл хүргэлтийн коллекторт суурилуулах байршлыг дэмжиж, удаан хугацаагаар зогсолт хийхгүйгээр үйл явцын хяналтыг хялбарчилдаг.
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн сүүлийн үеийн кейс судалгаагаар Церийн исэл (CeO₂) өнгөлгөөний зутангийн процесст зориулсан химийн механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмжийг суурилуулахтай зэрэгцэн шугаман хэт авианы нягтралын хяналтыг хийх үед согогийг 30% хүртэл бууруулдаг болохыг мэдээлсэн. Хэт авианы мэдрэгчээс автоматжуулсан хариу үйлдэл нь өнгөлгөөний зутангийн найрлагыг илүү чанга хянах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр зузааны жигд байдал сайжирч, материалын хаягдал багасдаг. Хэт авианы нягтралын хэмжигчийг бат бөх тохируулгын протоколтой хослуулсан үед дэвшилтэт CMP үйл ажиллагаанд байнга тохиолддог зутангийн найрлагын өөрчлөлтийн үед найдвартай ажиллагааг хангадаг.
Товчхондоо, бодит цагийн зутан нягтралыг хэмжих нь, ялангуяа хэт авианы технологийг ашиглан CMP-д зутан нягтралыг нарийн хянах аргуудын гол цөм болсон. Эдгээр дэвшил нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн гарц, процессын үр ашиг, хавтангийн чанарыг шууд сайжруулдаг.
CMP системд суурилуулах байршил ба интеграцчилал
Зуурмагийн нягтралыг зөв хэмжих нь химийн механик хавтгайжуулалтын процесст зувралтын концентрацийг хянахын тулд чухал ач холбогдолтой. Зуурмагийн нягтрал хэмжигчийг үр дүнтэй суурилуулах цэгийг сонгох нь нарийвчлал, процессын тогтвортой байдал, хавтангийн чанарт шууд нөлөөлдөг.
Суурилуулах цэгүүдийг сонгоход чухал хүчин зүйлс
CMP тохиргоонд нягтрал хэмжигчийг вафли өнгөлөхөд ашигласан бодит зуурмагийг хянахын тулд байрлуулах хэрэгтэй. Үндсэн суурилуулалтын байршилд дараахь зүйлс орно.
- Дахин эргэлтийн сав:Тоолуурыг гаралтын хэсэгт байрлуулах нь тархалтын өмнөх суурь зутангийн нөхцөл байдлыг ойлгох боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч энэ байршилд хөөс үүсэх эсвэл орон нутгийн дулааны нөлөөлөл гэх мэт урсгалын доод хэсэгт болж буй өөрчлөлтүүд ажиглагдахгүй байж магадгүй юм.
- Хүргэлтийн шугамууд:Холих төхөөрөмжийн дараа болон түгээлтийн коллекторт орохоос өмнө суурилуулснаар нягтралын хэмжилт нь церийн исэл (CeO₂) өнгөлгөөний зутан болон бусад нэмэлтүүдийг оролцуулан зутангийн эцсийн найрлагыг тусгасан болохыг баталгаажуулдаг. Энэ байрлал нь вафли боловсруулахаас өмнөхөн зутангийн концентрацийн өөрчлөлтийг шуурхай илрүүлэх боломжийг олгодог.
- Хэрэглэх цэгийн хяналт:Хамгийн оновчтой байршил нь ашиглалтын цэгийн хавхлага эсвэл багажны дээд талд байрладаг. Энэ нь зутангийн нягтралыг бодит цагийн байдлаар бүртгэж, шугамын халаалт, ялгах эсвэл бичил бөмбөлөг үүсэхээс үүдэлтэй процессын нөхцөлд гарч болзошгүй хазайлтын талаар операторуудад мэдэгдэнэ.
Суурилуулах байршлыг сонгохдоо урсгалын горим, хоолойн чиглэл, насос эсвэл хавхлагын ойролцоо байдал зэрэг нэмэлт хүчин зүйлсийг харгалзан үзэх шаардлагатай.
- Таалалбосоо суурилуулалтмэдрэгч элемент дээр агаарын бөмбөлөг болон тунадас хуримтлагдахыг багасгахын тулд дээшээ урсгалтай.
- Урсгалын гажуудлаас үүдэлтэй унших алдаанаас зайлсхийхийн тулд тоолуур болон турбулентийн гол эх үүсвэрүүд (шахуурга, хавхлага)-ын хооронд хэд хэдэн хоолойн диаметрийг хадгална уу.
- Хэрэглээурсгалын тохируулга(шулуунжуулагч эсвэл тайвшруулах хэсгүүд) нь тогтвортой ламинар орчинд нягтралын хэмжилтийг үнэлэх зориулалттай.
Найдвартай мэдрэгчийн интеграцийн нийтлэг бэрхшээлүүд ба шилдэг туршлагууд
CMP лаг системүүд нь хэд хэдэн интеграцийн бэрхшээлтэй тулгардаг:
- Агаар нэвтрүүлэх болон бөмбөлөгүүд:Хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч нь бичил бөмбөлөг байгаа тохиолдолд нягтралыг буруу уншиж болно. Шахуургын цэнэг эсвэл холих савны ойролцоо ихэвчлэн тохиолддог агаар нэвтрэх эсвэл урсгалын огцом шилжилтийн цэгүүдийн ойролцоо мэдрэгч байрлуулахаас зайлсхий.
- Тунадасжилт:Хэвтээ шугамд мэдрэгчүүд тунах хатуу бодисуудтай тулгарч болзошгүй, ялангуяа CeO₂ өнгөлгөөний зутантай. Зутангийн нягтралыг нарийн хянахын тулд боломжит тунах бүсийн дээгүүр босоо суурилуулах эсвэл байрлуулахыг зөвлөж байна.
- Мэдрэгчийн бохирдол:CMP лаг нь мэдрэгчийг бохирдуулах эсвэл бүрхэхэд хүргэж болзошгүй зүлгүүрийн болон химийн бодис агуулдаг. Лоннметрийн шугаман багаж хэрэгслийг үүнийг бууруулах зорилгоор бүтээсэн боловч найдвартай байдлыг хангахын тулд тогтмол үзлэг, цэвэрлэгээ хийх нь чухал хэвээр байна.
- Механик чичиргээ:Идэвхтэй механик төхөөрөмжтэй ойрхон байрлуулах нь мэдрэгч дотор чимээ шуугиан үүсгэж, хэмжилтийн нарийвчлалыг бууруулж болзошгүй. Чичиргээнд хамгийн бага өртөх цэгүүдийг сонгоорой.
Хамгийн сайн интеграцийн үр дүнд хүрэхийн тулд:
- Суурилуулалтад ламинар урсгалын хэсгүүдийг ашиглана.
- Боломжтой бол босоо байрлалыг хангах.
- Үе үе засвар үйлчилгээ, тохируулга хийхэд хялбар нэвтрэх боломжийг олгоно.
- Мэдрэгчийг чичиргээ болон урсгалын тасалдалаас тусгаарлана.
CMP
*
Сларригийн агууламжийг хянах стратегиуд
Химийн механик хавтгайжуулалтын процесст зутангийн концентрацийг үр дүнтэй хянах нь материалыг зайлуулах хурдыг тогтвортой байлгах, вафлийн гадаргуугийн согогийг бууруулах, хагас дамжуулагч вафли хооронд жигд байдлыг хангахад чухал үүрэгтэй. Энэхүү нарийвчлалд хүрэхийн тулд хэд хэдэн арга, технологийг ашигладаг бөгөөд энэ нь хялбаршуулсан ажиллагаа болон төхөөрөмжийн өндөр гарцыг дэмждэг.
Сларригийн оновчтой концентрацийг хадгалах техник ба хэрэгслүүд
Зуурмагийн концентрацийн хяналт нь өнгөлгөөний зутан дахь зүлгүүрийн хэсгүүд болон химийн бодисын аль алиныг нь бодит цагийн хяналтаас эхэлдэг. Цериум исэл (CeO₂) өнгөлгөөний зутан болон бусад CMP найрлагад шугаман зутангийн нягтралыг хэмжих зэрэг шууд аргууд нь үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн хэт авианы зутангийн нягтрал хэмжигч нь зутангийн нягтралыг тасралтгүй хэмждэг бөгөөд энэ нь нийт хатуу агууламж болон жигд байдалтай хүчтэй хамааралтай байдаг.
Нэмэлт аргуудад булингартай байдлын шинжилгээ (оптик мэдрэгч нь түдгэлзүүлсэн зүлгүүрийн хэсгүүдээс тархалтыг илрүүлдэг) болон шивхний урсгал дахь гол урвалжуудыг тоон үзүүлэлтээр тодорхойлохын тулд хэт ягаан туяаны спектроскопи эсвэл ойрын хэт улаан туяаны (NIR) спектроскопи зэрэг спектроскопийн аргууд багтдаг. Эдгээр хэмжилтүүд нь CMP процессын хяналтын системийн гол тулгуур болж, зорилтот концентрацийн цонхыг хадгалах, багц хоорондын хувьсах чанарыг багасгахын тулд шууд тохируулга хийх боломжийг олгодог.
Электрохимийн мэдрэгчийг металлын ионоор баялаг найрлагад ашигладаг бөгөөд тодорхой ионы концентрацийн талаарх хурдан хариу үйлдэл үзүүлэх мэдээллийг өгч, хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн дэвшилтэт хэрэглээнд цаашид нарийн тохируулгыг дэмждэг.
Хаалттай давталтын хяналтын санал хүсэлтийн давталт ба автоматжуулалт
Орчин үеийн химийн-механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмжийн суурилуулалт нь шугаман хэмжил зүйг автоматжуулсан хуваарилах системтэй холбодог хаалттай гогцооны хяналтын системийг улам бүр ашиглаж байна. Зуурмагийн нягтрал хэмжигч болон холбогдох мэдрэгчээс авсан өгөгдлийг програмчлах боломжтой логик хянагч (PLC) эсвэл тархсан хяналтын систем (DCS) руу шууд дамжуулдаг. Эдгээр системүүд нь нэмэлт ус нэмэх, төвлөрсөн зутан тунг тохируулах, тэр ч байтугай тогтворжуулагч шахах зэрэг хавхлагуудыг автоматаар ажиллуулдаг бөгөөд энэ нь үйл явцыг шаардлагатай ажиллагааны хязгаарт үргэлж байлгахыг баталгаажуулдаг.
Энэхүү санал хүсэлтийн архитектур нь бодит цагийн мэдрэгчээр илрүүлсэн аливаа хазайлтыг тасралтгүй засах, хэт шингэрүүлэлтээс зайлсхийх, оновчтой зүлгүүрийн концентрацийг хадгалах, илүүдэл химийн хэрэглээг бууруулах боломжийг олгодог. Жишээлбэл, дэвшилтэт вафли зангилаанд зориулсан өндөр хүчин чадалтай CMP хэрэгсэлд шугаман хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч нь зүлгүүрийн концентрацийн бууралтыг илрүүлж, нягтрал нь тогтоосон цэгтээ буцаж орох хүртэл тунгийн системд зутан нэвтрүүлэх хэмжээг нэмэгдүүлэх дохиог нэн даруй өгнө. Үүний эсрэгээр, хэрэв хэмжсэн нягтрал нь тодорхойлолтоос давсан бол хяналтын логик нь зөв концентрацийг сэргээхийн тулд нэмэлт ус нэмэхийг эхлүүлдэг.
Нүүр будалтын ус болон зутан нэмэх хэмжээг тохируулахад нягтралын хэмжилтийн үүрэг
Зуурмагийн нягтралыг хэмжих нь идэвхтэй концентрацийн хяналтын гол тулгуур юм. Лоннметрийн шугаман нягтрал хэмжигч гэх мэт багаж хэрэгслээр өгөгдсөн нягтралын утга нь хоёр чухал үйл ажиллагааны параметрийг шууд мэдээлдэг: нэмэлт усны хэмжээ болон баяжуулсан зутангийн тэжээлийн хурд.
Нягтрал хэмжигчийг стратегийн цэгүүдэд, тухайлбал CMP багажийг оруулахаас өмнө эсвэл ашиглах цэгийн холигчийн дараа байрлуулснаар бодит цагийн өгөгдөл нь автоматжуулсан системд нэмэлт усны нэмэлт хурдыг тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр зутанг хүссэн үзүүлэлтэд шингэлдэг. Үүний зэрэгцээ, систем нь зүлгүүрийн болон химийн бодисын концентрацийг нарийн хадгалахын тулд баяжуулсан зутангийн тэжээлийн хурдыг өөрчилж, багажны хэрэглээ, хөгшрөлтийн нөлөө, процессоос үүдэлтэй алдагдлыг тооцож чаддаг.
Жишээлбэл, 3D NAND бүтцийн хувьд уртасгасан хавтгайжуулалтын ажиллагааны үед тасралтгүй нягтралын хяналт нь зутангийн хуримтлал эсвэл тунах чиг хандлагыг илрүүлж, процессын тогтвортой байдлыг хангахын тулд нэмэлт усны хэмжээ автоматаар нэмэгдэх эсвэл хутгалтад хүргэдэг. Энэхүү хатуу зохицуулалттай хяналтын гогцоо нь ялангуяа төхөөрөмжийн хэмжээс болон процессын цонх нарийссан үед вафли хоорондын болон вафли доторх жигд байдлын зорилтуудыг чанд сахихад үндэс суурь болдог.
Товчхондоо, CMP дахь зутангийн концентрацийг хянах стратеги нь дэвшилтэт шугаман хэмжилт болон автоматжуулсан хаалттай гогцооны хариу үйлдлийн хослол дээр суурилдаг. Зутангийн нягтралын хэмжигч, ялангуяа Lonnmeter-ийн хэт авианы төхөөрөмжүүд нь хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн чухал үе шатуудад нарийн процессын менежмент хийхэд шаардлагатай өндөр нягтралтай, цаг үеэ олсон өгөгдлийг хүргэхэд гол үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр хэрэгсэл, арга зүй нь хувьсах чанарыг багасгаж, химийн хэрэглээг оновчтой болгосноор тогтвортой байдлыг дэмжиж, орчин үеийн зангилааны технологид шаардлагатай нарийвчлалыг бий болгодог.
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн зориулалттай зутан нягтралын хэмжигч сонгох гарын авлага
Хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд химийн механик хавтгайжуулалт (ХМХ)-д зориулсан зутан нягтралын хэмжигчийг сонгох нь хэд хэдэн техникийн шаардлагыг сайтар анхаарч үзэхийг шаарддаг. Гол гүйцэтгэл болон хэрэглээний шалгуурт мэдрэг чанар, нарийвчлал, түрэмгий зутан химийн найрлагатай нийцтэй байдал, ХМХ зутан хүргэх систем болон тоног төхөөрөмжийн суурилуулалтад нэгтгэхэд хялбар байдал орно.
Мэдрэмж ба нарийвчлалын шаардлага
CMP процессын хяналт нь зутангийн найрлага дахь бага зэргийн хэлбэлзлээс хамаарна. Нягтрал хэмжигч нь 0.001 г/см³ буюу түүнээс дээш хамгийн бага өөрчлөлтийг илрүүлэх ёстой. Энэхүү мэдрэмжийн түвшин нь CeO₂ өнгөлгөөний зутан эсвэл цахиурын суурьтай зутан дахь зүлгүүрийн агууламжийн маш бага зэргийн өөрчлөлтийг ч тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой, учир нь эдгээр нь материалын зайлуулах хурд, ялтсан хавтангийн хавтгай байдал, согогийн байдалд нөлөөлдөг. Хагас дамжуулагч зутангийн нягтрал хэмжигчдийн хүлээн зөвшөөрөгдөх нарийвчлалын хүрээ нь ±0.001–0.002 г/см³ юм.
Түрэмгий зутантай нийцтэй байдал
CMP-д ашигладаг зутан нь химийн идэвхтэй орчинд түдгэлзсэн церийн исэл (CeO₂), хөнгөнцагаан эсвэл цахиур зэрэг зүлгүүрийн нано хэсгүүдийг агуулж болно. Нягтрал хэмжигч нь тохируулгын хугацаанаас гарахгүй эсвэл бохирдолд өртөхгүйгээр физик үрэлт болон идэмхий орчинд удаан хугацаагаар өртөхийг тэсвэрлэх ёстой. Нойтон хэсгүүдэд ашигладаг материалууд нь түгээмэл хэрэглэгддэг зутангийн бүх химийн найрлагад идэвхгүй байх ёстой.
Интеграцийн хялбар байдал
Шугаман доторх зутангийн нягтрал хэмжигч нь одоо байгаа CMP тоног төхөөрөмжийн суурилуулалтад амархан тохирох ёстой. Анхаарах зүйлсэд дараахь зүйлс орно.
- Сларригийн нийлүүлэлтэд нөлөөлөхөөс зайлсхийхийн тулд хамгийн бага үхсэн эзэлхүүн болон бага даралтын уналт.
- Хурдан суурилуулалт, засвар үйлчилгээ хийхэд зориулсан стандарт үйлдвэрлэлийн процессын холболтыг дэмждэг.
- Сларри концентрацийн хяналтын системтэй бодит цагийн интеграцчилалын гаралтын нийцтэй байдал (жишээ нь, аналог/дижитал дохио), гэхдээ эдгээр системийг өөрсдөө хангахгүйгээр.
Тэргүүлэх мэдрэгч технологийн харьцуулсан шинж чанарууд
Өнгөлгөөний зуурмагийн нягтын хяналтыг голчлон хоёр мэдрэгчийн ангиллаар удирддаг: денситометрт суурилсан болон рефрактометрт суурилсан хэмжигч. Эдгээр нь тус бүр хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд хамааралтай давуу талуудыг агуулдаг.
Денситометрт суурилсан хэмжигч (жишээ нь, Хэт авианы зутан нягтралын хэмжигч)
- Нягтралтай шууд холбоотойгоор зутангаар дамжин дууны тархалтын хурдыг ашигладаг.
- Зуурмагийн концентраци болон зүлгүүрийн төрлүүдийн хүрээнд нягтралын хэмжилтийн өндөр шугаман байдлыг хангадаг.
- Мэдрэгч элементүүдийг химийн бодисоос физик аргаар тусгаарлаж болох тул CeO₂ болон цахиурын найрлага зэрэг түрэмгий өнгөлгөөний зуурмагт маш тохиромжтой.
- Ердийн мэдрэмж ба нарийвчлал нь 0.001 г/см³-ээс бага шаардлагыг хангадаг.
- Суурилуулалт нь ихэвчлэн шугаман хэлбэрээр хийгддэг бөгөөд химийн механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмжийн ажиллагааны явцад тасралтгүй бодит цагийн хэмжилт хийх боломжийг олгодог.
Рефрактометр дээр суурилсан тоолуурууд
- Сларригийн нягтралыг тодорхойлохын тулд хугарлын индексийг хэмждэг.
- Концентрацийн өөрчлөлтөд өндөр мэдрэг чанараас шалтгаалан зутангийн найрлага дахь нарийн өөрчлөлтийг илрүүлэхэд үр дүнтэй; <0.1%-ийн массын фракцийн өөрчлөлтийг шийдвэрлэх чадвартай.
- Гэсэн хэдий ч хугарлын индекс нь температур гэх мэт орчны хувьсагчдад мэдрэмтгий тул болгоомжтой тохируулга болон температурын нөхөн төлбөрийг шаарддаг.
- Ялангуяа маш түрэмгий эсвэл тунгалаг бус зутан дээр химийн бодисын нийцэл хязгаарлагдмал байж болно.
Бөөмийн хэмжээний хэмжилтийг нэмэлт болгон ашиглах нь
- Нягтын заалтыг бөөмийн хэмжээний тархалт эсвэл бөөгнөрөл дэх өөрчлөлтөөс шалтгаалан гажуудуулж болно.
- Үечилсэн бөөмийн хэмжээний шинжилгээтэй (жишээлбэл, динамик гэрлийн тархалт эсвэл электрон микроскоп) нэгтгэхийг салбарын шилдэг туршлагаас зөвлөж байна, ингэснээр нягтралын илэрхий өөрчлөлт нь зөвхөн бөөмийн бөөгнөрөлөөс шалтгаалахгүй гэдгийг баталгаажуулдаг.
Лоннметрийн шугаман нягтралын хэмжигчдэд анхаарах зүйлс
- Лоннметр нь дэмжлэг үзүүлэх програм хангамж эсвэл системийн интеграцчилал нийлүүлэхгүйгээр шугаман нягтрал ба зуурамтгай чанар хэмжигч үйлдвэрлэх чиглэлээр мэргэшсэн.
- Лоннметрийн тоолуурыг зүлгүүрийн, химийн идэвхтэй CMP зутанг тэсвэрлэх зориулалттай бөгөөд хагас дамжуулагчийн технологийн тоног төхөөрөмжид шууд шугаман суурилуулалтад зориулагдсан бөгөөд зутангийн нягтралыг бодит цагийн хэмжилтийн хэрэгцээнд нийцүүлэн бүтээгдсэн.
Сонголтуудыг хянаж үзэхдээ үндсэн хэрэглээний шалгуурт анхаарлаа хандуулаарай: нягтрал хэмжигч нь шаардлагатай мэдрэмж, нарийвчлалыг хангаж байгаа, таны зуурмагийн химийн найрлагатай нийцтэй материалаар хийгдсэн, тасралтгүй ажиллах чадвартай, CMP процесст зуурмагийн өнгөлгөөний дамжуулах шугамд жигд нэгтгэгдсэн эсэхийг шалгаарай. Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн хувьд зуурмагийн нягтын нарийн хэмжилт нь хавтангийн жигд байдал, гарц, үйлдвэрлэлийн бүтээмжийг дэмждэг.
Үр дүнтэй зутан нягтралын хяналт нь CMP-ийн үр дүнд үзүүлэх нөлөө
Химийн механик хавтгайжуулалтын процесст зутангийн нягтралыг нарийн хянах нь чухал юм. Нягтралыг тогтмол байлгавал өнгөлгөөний явцад агуулагдах зүлгүүрийн хэсгүүдийн хэмжээ тогтвортой хэвээр байна. Энэ нь материалын зайлуулах хурд (MRR) болон хавтангийн гадаргуугийн чанарт шууд нөлөөлдөг.
Ваферын гадаргуугийн согогийг бууруулж, WIWNU-г сайжруулсан
Зуурмагийн оновчтой нягтралыг хадгалах нь бичил зураас, эвдрэл, элэгдэл, бөөмсийн бохирдол зэрэг вафлийн гадаргуугийн согогийг багасгадаг нь батлагдсан. 2024 оны судалгаагаар коллоид цахиур дээр суурилсан найрлагад ихэвчлэн 1 жингийн%-аас 5 жингийн%-ийн хооронд нягтралын хяналттай хүрээ нь арилгах үр ашиг болон согогийг багасгах хоёрын хооронд хамгийн сайн тэнцвэрийг бий болгодог болохыг харуулж байна. Хэт өндөр нягтрал нь зүлгүүрийн мөргөлдөөнийг нэмэгдүүлж, атомын хүчний микроскоп болон эллипсометрийн шинжилгээгээр батлагдсанчлан квадрат сантиметр тутамд согогийн тоо хоёроос гурав дахин нэмэгдэхэд хүргэдэг. Нягт нягтралын хяналт нь вафлийн доторх жигд бус байдлыг (WIWNU) сайжруулж, материалыг вафли дээгүүр жигд арилгадаг бөгөөд энэ нь дэвшилтэт зангилааны хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд зайлшгүй шаардлагатай юм. Тогтмол нягтрал нь хальсны зузааны зорилтот түвшин эсвэл тэгш байдлыг эрсдэлд оруулж болзошгүй процессын хэлбэлзлээс урьдчилан сэргийлэхэд тусалдаг.
Зуурмагийн ашиглалтын хугацааг уртасгах болон хэрэглээний материалын өртгийг бууруулах
Хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч ашиглан бодит цагийн хяналт хийх зэрэг зутангийн концентрацийг хянах аргууд нь CMP өнгөлгөөний зутангийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Хэт их тун хэрэглэх эсвэл хэт их шингэрүүлэлтээс урьдчилан сэргийлэх замаар химийн механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмж нь хэрэглээний материалыг оновчтой ашиглах боломжийг олгодог. Энэхүү арга нь зутан солих давтамжийг бууруулж, дахин боловсруулах стратегийг бий болгож, нийт зардлыг бууруулдаг. Жишээлбэл, CeO₂ өнгөлгөөний зутангийн хэрэглээнд нягтралыг сайтар арчлах нь зутангийн багцыг сэргээн засварлах боломжийг олгодог бөгөөд гүйцэтгэлийг алдагдуулахгүйгээр хаягдлын хэмжээг багасгадаг. Үр дүнтэй нягтралын хяналт нь процессын инженерүүдэд хүлээн зөвшөөрөгдөх гүйцэтгэлийн босго дотор байгаа өнгөлгөөний зутанг сэргээж, дахин ашиглах боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр зардлыг хэмнэх болно.
Дэвшилтэт зангилааны үйлдвэрлэлийн сайжруулсан давталт болон процессын хяналт
Орчин үеийн хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн хэрэглээ нь химийн-механик хавтгайжуулалтын үе шатанд өндөр давтагдах чадварыг шаарддаг. Дэвшилтэт зангилааны үйлдвэрлэлд зуурмагийн нягтралын бага зэргийн хэлбэлзэл нь ч гэсэн вафлийн үр дүнд хүлээн зөвшөөрөгдөхгүй хэлбэлзэлд хүргэж болзошгүй юм. Lonnmeter-ийн үйлдвэрлэсэн шиг шугаман хэт авианы зуурмагийн нягтрал хэмжигчийг автоматжуулах, нэгтгэх нь процессын хяналтын тасралтгүй, бодит цагийн санал хүсэлтийг хөнгөвчилдөг. Эдгээр багажууд нь CMP-ийн ердийн хатуу химийн орчинд нарийвчлалтай хэмжилт хийж, хазайлтад шууд хариу үйлдэл үзүүлдэг хаалттай гогцооны системийг дэмждэг. Найдвартай нягтралын хэмжилт нь вафлиас вафли хүртэл илүү жигд байдлыг хангаж, 7 нм-ээс доош хагас дамжуулагч үйлдвэрлэхэд чухал ач холбогдолтой MRR-ийг илүү хатуу хянах гэсэн үг юм. Тоног төхөөрөмжийг зөв суурилуулах - зуурмагийн хүргэлтийн шугамд зөв байрлуулах - мөн тогтмол засвар үйлчилгээ нь тоолуурын найдвартай ажиллагааг хангах, процессын тогтвортой байдалд чухал ач холбогдолтой өгөгдлийг өгөхөд чухал үүрэгтэй.
Бүтээгдэхүүний гарцыг нэмэгдүүлэх, согогийг багасгах, CMP процесст өртөг хэмнэлттэй үйлдвэрлэлийг хангахын тулд хангалттай хэмжээний зутангийн нягтралыг хадгалах нь чухал юм.
Түгээмэл асуултууд (Түгээмэл асуултууд)
Химийн механик хавтгайжуулалтын процесст зутангийн нягтрал хэмжигч ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?
Зуурмагийн нягтрал хэмжигч нь өнгөлгөөний зуурмагийн нягтрал болон концентрацийг тасралтгүй хэмждэг тул химийн механик хавтгайжуулалтын процесст чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүний үндсэн үүрэг нь зуурмагийн зүлгүүрийн болон химийн тэнцвэрийн талаарх бодит цагийн өгөгдлийг өгөх бөгөөд энэ нь хоёулаа вафлийн хавтгайжуулалтыг оновчтой болгохын тулд нарийн хязгаарт байгаа эсэхийг баталгаажуулах явдал юм. Энэхүү бодит цагийн хяналт нь хэт их эсвэл дутуу шингэрүүлсэн зуурмагийн холимогт түгээмэл тохиолддог зураас эсвэл жигд бус материалын арилгалт зэрэг согогоос сэргийлдэг. Зуурмагийн нягтрал нь үйлдвэрлэлийн туршид давтагдах чадварыг хадгалахад тусалдаг, вафли хоорондын хэлбэлзлийг багасгадаг бөгөөд хазайлт илэрсэн тохиолдолд залруулах арга хэмжээ авах замаар үйл явцын оновчлолыг дэмждэг. Дэвшилтэт хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл болон өндөр найдвартай хэрэглээнд тасралтгүй хяналт нь хог хаягдлыг бууруулж, чанарын баталгаажуулалтын хатуу арга хэмжээг дэмждэг.
Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэлийн тодорхой хавтгайжуулалтын үе шатуудад яагаад CeO₂ өнгөлгөөний зутанг илүүд үздэг вэ?
Цериум исэл (CeO₂) өнгөлгөөний зутан нь онцгой сонгомол чанар болон химийн хамааралтай чанараараа, ялангуяа шил болон исэл хальсны хувьд хагас дамжуулагч хавтгайжуулалтын тодорхой үе шатуудад сонгогддог. Түүний жигд зүлгүүрийн хэсгүүд нь маш бага согогийн түвшин болон гадаргуугийн зураас багатай өндөр чанартай хавтгайжуулалтыг бий болгодог. CeO₂-ийн химийн шинж чанарууд нь фотоник болон өндөр нягтралтай интеграл хэлхээ зэрэг дэвшилтэт хэрэглээнд зайлшгүй шаардлагатай тогтвортой, давтагдах боломжтой арилгах хурдыг олгодог. Нэмж дурдахад, CeO₂ зутан нь бөөгнөрөлд тэсвэртэй бөгөөд CMP-ийн уртасгасан ажиллагааны үед ч тогтвортой түдгэлзүүлэлтийг хадгалдаг.
Хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч бусад хэмжилтийн төрлүүдтэй харьцуулахад хэрхэн ажилладаг вэ?
Хэт авианы зутан нягтрал хэмжигч нь дууны долгионыг зутангаар дамжуулж, эдгээр долгионы хурд болон сулралыг хэмжих замаар ажилладаг. Зутан нягтрал нь долгион хэр хурдан тархаж, тэдгээрийн эрчим буурч байгаа хэмжээнд шууд нөлөөлдөг. Энэхүү хэмжилтийн арга нь хөндлөнгийн оролцоогүй бөгөөд процессын урсгалыг тусгаарлах эсвэл физик байдлаар тасалдуулах шаардлагагүйгээр зутангийн концентрацийн бодит цагийн өгөгдлийг өгдөг. Хэт авианы аргууд нь механик (хөвөгч дээр суурилсан) эсвэл хүндийн нягтралын хэмжилтийн системтэй харьцуулахад урсгалын хурд эсвэл бөөмийн хэмжээ зэрэг хувьсагчдад бага мэдрэг чанарыг харуулдаг. Химийн механик хавтгайжуулалтад энэ нь өндөр урсгалтай, тоосонцороор баялаг зутан дээр ч гэсэн найдвартай, бат бөх хэмжилт хийхэд хүргэдэг.
CMP системд зутангийн нягтрал хэмжигчийг хаана суурилуулах ёстой вэ?
Химийн механик хавтгайжуулалтын тоног төхөөрөмжид зутан нягтрал хэмжигчийг суурилуулах оновчтой байршилд дараахь зүйлс орно.
- Дахин эргэлтийн сав: тараахаас өмнө нийт зутангийн нягтралыг тасралтгүй хянах.
- Хэрэглэх цэг дээр өнгөлгөөний дэвсгэрт хүргэхээс өмнө: нийлүүлсэн зутан нь зорилтот нягтралын үзүүлэлтийг хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулах.
- Зуурмаг холих цэгүүдийн дараа: шинээр бэлтгэсэн багцууд нь процессын давталтад орохоос өмнө шаардлагатай найрлагатай тохирч байгаа эсэхийг баталгаажуулах.
Эдгээр стратегийн байр суурь нь зутангийн концентрацийн аливаа хазайлтыг хурдан илрүүлж, засах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь вафийн чанар болон үйл явцын тасалдал алдагдахад хүргэдэг. Байршлыг зутангийн урсгалын динамик, ердийн холих зан төлөв, хавтгайлах талбайн ойролцоо шууд хариу үйлдэл үзүүлэх шаардлага зэргээс шалтгаална.
Сларийн концентрацийг нарийн хянах нь CMP процессын гүйцэтгэлийг хэрхэн сайжруулдаг вэ?
Зуурмагийн нарийн концентрацийн хяналт нь жигд зайлуулах хурдыг хангах, хуудасны эсэргүүцлийн хэлбэлзлийг багасгах, гадаргуугийн согогийн давтамжийг бууруулах замаар химийн механик хавтгайжуулалтын процессыг сайжруулдаг. Зуурмагийн тогтвортой нягтрал нь зүлгүүрийн хэт их хэрэглээ эсвэл дутуу ашиглалтаас урьдчилан сэргийлэх замаар өнгөлгөөний дэвсгэр болон вафлийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг. Энэ нь мөн зуурмагийн хэрэглээг оновчтой болгох, дахин боловсруулалтыг багасгах, хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн өндөр гарцыг дэмжих замаар процессын зардлыг бууруулдаг. Ялангуяа дэвшилтэт үйлдвэрлэл болон квант төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлд зуурмагийн хатуу хяналт нь давтагдах тэгш байдал, тогтвортой цахилгаан гүйцэтгэл, төхөөрөмжийн архитектурын дагуух алдагдлыг бууруулдаг.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 12-р сарын 9
