دوغاب پولیش ویفر CMP چیست؟

دوغاب پولیش ویفر CMPیک ماده مایع فرموله شده ویژه است که در فرآیند CMP تولید نیمه هادی استفاده می شود. از آب، اچ‌کننده‌های شیمیایی، مواد ساینده و سورفکتانت‌ها تشکیل شده است که هم حکاکی شیمیایی و هم پولیش مکانیکی را ممکن می‌سازد.هدف اصلی دوغاب کنترل دقیق سرعت حذف مواد از سطح ویفر و در عین حال جلوگیری از آسیب یا حذف بیش از حد مواد است.

1. ترکیب شیمیایی و عملکرد

اجزای اصلی دوغاب پولیش ویفر CMP عبارتند از:

• ذرات ساینده: ساینده های رایج مانند سیلیس (SiO2) یا آلومینا (Al2O3). این ذرات به از بین بردن قسمت های ناهموار سطح ویفر کمک می کنند.
• اچ های شیمیایی: مانند اسید هیدروفلوئوریک (HF) یا پراکسید هیدروژن (H2O2) که حکاکی مواد سطح ویفر را تسریع می کنند.
• سورفکتانت ها: این مواد به توزیع یکنواخت دوغاب و افزایش کارایی تماس آن با سطح ویفر کمک می کنند.
• تنظیم کننده های pH و سایر افزودنی ها: برای تنظیم pH دوغاب به منظور اطمینان از عملکرد مطلوب در شرایط خاص استفاده می شود.

2. اصل کار

اصل کار دوغاب پولیش ویفر CMP ترکیبی از اچ شیمیایی و سایش مکانیکی است. ابتدا مواد شیمیایی را روی سطح ویفر حل می کنند و نواحی ناهموار را نرم می کنند. سپس، ذرات ساینده در دوغاب، مناطق محلول را از طریق اصطکاک مکانیکی حذف می کنند. با تنظیم اندازه ذرات و غلظت مواد ساینده، می توان سرعت حذف را دقیقاً کنترل کرد. این عمل دوگانه منجر به یک سطح ویفر بسیار مسطح و صاف می شود.

کاربردهای دوغاب پولیش ویفر CMP

تولید نیمه هادی

CMP یک گام مهم در تولید نیمه هادی است. با پیشرفت فناوری تراشه به سمت گره های کوچکتر و چگالی بالاتر، الزامات برای صافی سطح ویفر سخت تر می شود. دوغاب پولیش ویفر CMP امکان کنترل دقیق بر میزان حذف و صافی سطح را فراهم می کند که برای ساخت تراشه با دقت بالا حیاتی است.

به عنوان مثال، هنگام تولید تراشه ها در گره های فرآیند 10 نانومتری یا کوچکتر، کیفیت دوغاب پولیش ویفر CMP مستقیماً بر کیفیت و بازده محصول نهایی تأثیر می گذارد. برای پاسخگویی به ساختارهای پیچیده تر، دوغاب باید هنگام پرداخت مواد مختلف مانند مس، تیتانیوم و آلومینیوم عملکرد متفاوتی داشته باشد.

مسطح سازی لایه های لیتوگرافی

با افزایش اهمیت فوتولیتوگرافی در ساخت نیمه هادی ها، مسطح سازی لایه لیتوگرافی از طریق فرآیند CMP به دست می آید. برای اطمینان از صحت فتولیتوگرافی در طول نوردهی، سطح ویفر باید کاملاً صاف باشد. در این حالت، دوغاب پولیش ویفر CMP نه تنها زبری سطح را از بین می برد، بلکه اطمینان می دهد که هیچ آسیبی به ویفر وارد نمی شود و اجرای روان فرآیندهای بعدی را تسهیل می کند.

فن آوری های بسته بندی پیشرفته

در بسته بندی های پیشرفته، دوغاب پولیش ویفر CMP نیز نقشی محوری ایفا می کند. با ظهور فناوری‌هایی مانند مدارهای مجتمع سه بعدی (ICs 3D) و بسته‌بندی سطح ویفر با فن (FOWLP)، الزامات برای صافی سطح ویفر حتی سخت‌تر شده است. پیشرفت‌ها در دوغاب پولیش ویفر CMP، تولید کارآمد این فناوری‌های بسته‌بندی پیشرفته را امکان‌پذیر می‌سازد و در نتیجه فرآیندهای تولیدی ظریف‌تر و مؤثرتر را به همراه دارد.

روند توسعه دوغاب پرداخت ویفر CMP

1. پیشرفت به دقت بالاتر

با پیشرفت فناوری نیمه هادی، اندازه تراشه ها همچنان کوچک می شود و دقت مورد نیاز برای ساخت بیشتر می شود. در نتیجه، دوغاب پرداخت ویفر CMP باید برای ارائه دقت بالاتر تکامل یابد. تولیدکنندگان در حال توسعه دوغاب هایی هستند که می توانند نرخ حذف و صافی سطح را دقیقاً کنترل کنند، که برای گره های فرآیند 7 نانومتری، 5 نانومتری و حتی پیشرفته تر ضروری است.

2. تمرکز بر محیط زیست و پایداری

با سخت‌تر شدن قوانین زیست‌محیطی، تولیدکنندگان دوغاب نیز در حال تلاش برای توسعه محصولات سازگار با محیط‌زیست هستند. کاهش استفاده از مواد شیمیایی مضر و افزایش قابلیت بازیافت و ایمنی دوغاب به اهداف حیاتی در تحقیق و توسعه دوغاب تبدیل شده است.

3. تنوع مواد ویفر

مواد مختلف ویفر (مانند سیلیکون، مس، تانتالیوم و آلومینیوم) به انواع مختلفی از دوغاب CMP نیاز دارند. از آنجایی که مواد جدید به طور مداوم اعمال می شوند، فرمولاسیون دوغاب پولیش ویفر CMP نیز باید تنظیم و بهینه شود تا نیازهای پرداخت خاص این مواد را برآورده کند. به طور خاص، برای تولید گیت فلزی با کیفیت بالا (HKMG) و حافظه فلش سه بعدی NAND، توسعه دوغاب‌های متناسب با مواد جدید اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.