نمذجة وتحسين التلميع الميكانيكي الكيميائي للمواد شبه الموصلة
| العنوان | نمذجة وتحسين التلميع الميكانيكي الكيميائي للمواد شبه الموصلة |
|---|---|
| المؤلف | Akbar, Wazir |
| تاريخ النشر: | 2022-06-17T07:18:42Z |
| النوع | وثيقة |
| اللغة | الإنجليزية |
| رقمي | نعم |
| مخطوط | لا |
| المكتبة: | جامعة اوزيجين |
| رقم السجل | 1a951450-5435-4628-b5c4-f8674d421139 |
| موقع المكتبة | قسم الهندسة الميكانيكية |
| التاريخ | 2022-06-17T07:18:42Z |
| نص عينة | التلميع الميكانيكي الكيميائي (CMP) هو عملية استواء الأسطح المعدنية والعازلة الكهربائية عادة في تصنيع الأجهزة الإلكترونية الدقيقة. يتم تحقيق الاستواء عن طريق إزالة المواد من سطح الرقاقة بسبب التأثير التآزري للإجراءات الكيميائية والميكانيكية. في آلة CMP النموذجية، يُشار إلى الجزء العلوي بالرأس. فهو يحمل الرقاقة ويدور ويطبق قوة على الرقاقة ضد الجزء السفلي. الجزء السفلي عبارة عن صفيحة دوارة مزودة بلوحة أكثر ليونة نسبيًا. خلال CMP يتم توفير الملاط خارجيًا بمعدل التدفق المطلوب. يتكون الملاط من مواد كيميائية (مؤكسد، عوامل مخلبة، مثبطات التآكل والمواد الخافضة للتوتر السطحي وما إلى ذلك) وجزيئات كاشطة صلبة بحجم نانومتر. تتفاعل المواد الكيميائية مع السطح وتعديل خصائص السطح بينما تدخل الجزيئات الكاشطة إلى سطح الرقاقة وتزيل المواد من سطح الرقاقة بسبب الحركة النسبية بين الرقاقة والوسادة. إن الجمع بين التأثيرات الكيميائية والميكانيكية يحد من قدرتنا على فهم آلية إزالة المواد المعقدة في CMP. لقد بذلت جهود مكثفة لتطوير نماذج لشرح الآلية المعقدة لإزالة المواد في عمليات CMP. يعتمد معدل إزالة المواد في العمليات الميكانيكية الكيميائية خطيًا على الضغط السفلي المطبق. ومع ذلك، فقد ذكرت بعض الدراسات التجريبية وجود علاقة غير خطية بين MRR والضغط المطبق. يمكن أن تعزى اللاخطية إلى التفاعلات المعقدة بين الرقاقة والوسادة والجسيمات الكاشطة والعوامل الكيميائية الموجودة في الملاط. لذلك، في نمذجة اقتران عملية CMP لكل من الإجراءات الكيميائية والميكانيكية، يعد أمرًا ضروريًا لتوفير نظرة ثاقبة للسلوك غير الخطي لـ MRR. نظرًا لأن معالجة التأثيرات الكيميائية فقط كوسيلة لتليين سطح الرقاقة يفشل في تفسير السلوك غير الخطي لـ MRR في ثاني أكسيد السيليكون CMP. نقدم هنا نموذجًا يجمع بين ميكانيكا الاتصال الجزئي مع انتشار الملاط في الرقاقة والتنبؤ بـ MRR في CMP لثاني أكسيد السيليكون. تم التحقق من صحة النموذج من خلال النتائج التجريبية المتوفرة في الأدبيات. في حالة الحاجز CMP، يتم صقل مواد مختلفة في وقت واحد ومن المتوقع أن يحقق CMP سطحًا مستوًا. يمكن استخدام النموذج المطور لتحسين ظروف إدخال CMP لتحقيق إزالة مواد مماثلة أثناء حاجز CMP. تعتمد إزالة المواد على خصائص المادة ومعلمات إدخال العملية. بحثت العديد من الدراسات في دور كيمياء الملاط في تحقيق انتقائية معينة لإزالة المواد لمواد مختلفة على الرقاقة المنقوشة. نقترح هنا منهجية لتحقيق سطح منقوش مستو لنظام Cu/Mn/MnN باستخدام التحسين القائم على النموذج لمعلمات العملية الميكانيكية. تشمل المعلمات القوة المطبقة، وتركيز المادة الصلبة، وحجم الجسيمات الكاشطة. وقد تم تطوير المنهجية عن طريق التحسين باستخدام الخوارزمية الجينية. تشير المنهجية المقترحة إلى أن القوة السفلية المنخفضة هي المعلمة الأساسية لتحقيق انتقائية واستواء إزالة المواد المطلوبة. يقترح الجزء الأول من الدراسة انخفاض معدل إزالة المواد (MRR) لتحقيق انحراف معياري أقل في MRR. الجزء الثاني يبحث في الانحراف المعياري في السمك المزال في متوسط الوقت اللازم لإزالة سمك معروف للمواد قيد النظر. لقد وجد أن تطبيق قوة سفلية أقل يمكن أن يقلل أيضًا من الانحراف المعياري في السُمك الذي تمت إزالته ويمكن تحقيق سطح منقوش مستو. هناك طريقة أخرى لتحقيق إزالة موحدة للمواد من مواد مختلفة وهي صياغة كيمياء الملاط. أثناء عملية الاستواء الميكانيكية الكيميائية للعقد التي يبلغ طولها 10 نانومتر وما بعدها، يجب معالجة مشكلات التآكل الجلفاني وانتقائية معدل إزالة المواد والعيوب. إن الفهم الأفضل للتفاعلات الكيميائية والميكانيكية على المستوى الذري على سطح الرقاقة يمكن أن يوفر رؤية وإرشادات مفيدة. تبحث هذه الدراسة أيضًا بشكل تجريبي في نظام CMP Cu/Mn/MnN بصيغة ملاط مختلفة. تم إجراء تحليلات كهروكيميائية خارج الموقع لنظام Cu/Mn/MnN لتقييم التخميل في تركيبات الملاط المختلفة. كانت تركيبات الملاط المستخدمة هي 0.1 مولار، 0.2 مولار، 0.3 مولار و 0.5 مولار مؤكسد (H2O2) مع تحميل صلب كاشط بنسبة 2.5٪ بالوزن. تتم مقارنة نتائج التحليلات الكهروكيميائية مع تضاريس سطح ما بعد CMP وانتقائية معدل إزالة المواد. لقد وجد أنه يمكن تحقيق انتقائية لإزالة المواد تبلغ 1:0.8:0.88 لنظام Cu/Mn/MnN، لتركيبة ملاط تبلغ 0.3 M H2O2، وأقل من 30 N قوة سفلية و2.5% وزن. تركيز الصلبة من الطين. تم أيضًا دراسة تأثير المكونات الميكانيكية مثل تركيز المادة الصلبة الملاطية والقوة المطبقة. لقد وجد أنه من أجل التركيز الأمثل للمؤكسد، يمكن تحقيق المزيد من التحكم في انتقائية إزالة المواد من خلال تحسين معلمات الإدخال الميكانيكية. هناك حاجة إلى تطبيق قوة مطبقة أقل وتركيز صلب أقل من الملاط لتحقيق الهدف. تتوافق هذه النتيجة مع انتقائية إزالة المواد المتوقعة من خلال التحسين القائم على النموذج. يمكن استخدام النموذج الذي تم تطويره في هذا العمل للتنبؤ بـ MRR في CMP النموذجي. أيضًا، يمكن استخدام النموذج لتحسين ظروف إدخال CMP لتحقيق MRR المطلوب. يمكن أن يكون النهج التجريبي المقترح في هذا العمل مفيدًا للطبقة الحاجزة CMP لخطط تكامل التوصيل البيني المتقدمة لأقل من 10 نانومتر. yüzeylerin düzlemselleştirmelerinde kullanılır. يتم استخدام جهاز Kimyasal-Mekanik Parlatma (مجهز بمعدات خاصة) ويتم من خلاله استخدام ميكروفون ميكانيكي لقطع مسافة قصيرة. تتميز ماكينات CMP بأنها "أساسية" لتحرير وتجديد كل ما تحتاجه من خلال قطع كبيرة جدًا من القطع الأصلية. لا يمكن أن يكون هناك أي مشكلة في تناول الطعام في جميع أنحاء العالم. يحتوي CMP على أجزاء نانومترية متعددة من المواد الكيميائية (القطرات، والصفائح، والتآكل غير المباشر، والحلول النشطة للصلب)، وهناك حاجة إلى طين (ملاط) لزج، وتركيبات. debide malzemenin yüzeyine pompalanır. تأكد CMP من أن رد الفعل المزعج قد تم إجراؤه، مما أدى إلى تفاقم مشكلة جزيئات النانو التي لم يتم حلها بعد. CMP'deki kimyasal ve mekanik etkiler nedeniyle ortaya çıkan kompleks malzeme kaldırma mekanizmasını anlama kabiliyetimizi sınırlamaktadır. يقوم صانعو العارضات والمصممون الميكانيكيون بالاستعانة بمصممي الأزياء الذين يستخدمون harcanarak malzeme لإضفاء لمسة جمالية على الخطوط الملاحية المنتظمة باستخدام الخطوط الملاحية المنتظمة ؛ Fakat yakın zamanlarda yapılan deneylerde bu ilişkinin liner olmadığını ispatlayan veri ortaya çıkmıştır. يمكنك استخدام ما يلي في هذا الموضوع، وأجزاء النانو وحلول كيمياسال التي لا يمكن الاستغناء عنها. على الرغم من ذلك، فإن CMP islemini modellerken her iki etkileşimin (kimyasal and mekanik) birbirine olan bağımlılıkları malzeme kaldırma hızının liner olmayan davranışını açıklığa kavuşturmak için önemlidir. Kimyasal etkilerin yalnızca silicon devre levhası (رقاقة) yüzeylerini yumuşatmanın bir yolu olarak ele alınması، silicon dioksitin CMP'deki MRR'sinin doğrusal olmayan davranışını açıklayamamasına neden olabilir. Bu çalışmada, nano-parçacıkların üzey ile teması ve kimyasalın yüzeye olan difüzyonu arasındaki ilişkiyi göz önününde bulundurarak, silicon dioksitin CMP'deki malzeme kaldırma hızını tahmin edebilen bir model com.sunuyoruz. نموذج Geliştirdiğimiz، literatürde mevcut olan deneysel sonuçlar ile doğrulanmıştır. Buna ek olarak model artan basınçla silicon dioksitin malzeme kaldırma hızındaki (MRR) doğrusal olmayan artışı açıklamak için kullanılabilir. من خلال إنشاء CMP، يمكنك إجراء محادثات مع CMP وCMP من خلال أي خيار آخر. علاوة على ذلك، تم تصميم نماذج CMP المثالية من قبل الأشخاص العاديين الذين يستخدمون CMP في تحسين إعداداتهم. قد يؤدي استخدام Malzemenin özelliklerine وCMP'ye parametrelerine إلى حدوث خلل في وظائف الجهاز. Yapılan çeşitli araştırmalarda, istenilen miktarda malzeme kaldırımını gerçekleştirebilmek için bulamaç (slurry) kimyasının Farklı malzemelerle yapılan desenli levhaların üzerindeki etkisi gözlemlenmiştir. بالإضافة إلى ذلك، تعمل المعلمات الميكانيكية على تحسين عملية تصميم نماذج kullanarak Cu/Mn/MnN من خلال تصميم أنظمة متطورة أخرى. Uygulanan kuvvet, bulamaç katı konsantrasyonu ve aşındırıcı parçacık boyutları istenilen yüzey karakteristiklerini yakalamamızı sağlayacak parametrelerdır. تعمل المعلمات الخاصة بالخوارزمية الجينية على تحسين نموذج التحسين. Ortaya çıkan metodoloji, istenilen malzeme kaldırma oranı ve düzlemselliğini elde edebilmek için düzeyde uygulanan kuvvetin önemli bir parametre olduğunu öne sürüyor. في هذا الوقت من العام، تم إنشاء MRR على نطاق واسع من قبل الشركات المصنعة القياسية (MRR). Araştırmanın ikinci kısmı ise, gereken ortalama süre içinde kaldırılan malzeme kalınlığındaki standart sapmayı incelemektedir. Uygulanan kuvveti azaltmak، çıkartılan malzeme kalınlığındaki standart sapmayı en aza indirebileceği ve düzlemsel desenli yüzey elde edilebileceği bulunmuştur. Farklı malzemelerin Homojen bir şekilde kaldırmasını sağlamanın bir başka yolu، bulamaç kimyasının formüle edilmesidir. 10nm و 10nm من الصفائح المعدنية (العقد) في الكيماسال والميكانيكية العازلة لألواح الجلفانيك والكوروزيون الكهربي، وألواح الصلب المسطحة وألواح الصفائح المعدنية المسطحة gereklidir. لقد تم استخدام الطاقة الذرية من قبل أولان كيمياسال وميكانيكية قابلة للتحلل داها إييي بير سكيلد أنلاشيلماسي فيدالي بيلجيلر و أونيرلر ساغلايابيلير. يتم استخدام نظام Cu/Mn/MnN لتركيب طين CMP (الملاط) بصيغة deneysel olarak. يقوم نظام Farklı bulamaç Formulasyonlarında pasivasyonu değerlendirmek için Cu/Mn/MnN بتحليل الأنظمة الكهربائية خارج الموقع. يتم تركيب صيغ الصبغ بالكامل 0.1 م، 0.2 م، 0.3 م، 0.4 م، 0.5 م أوكسيتلييسي (H2O2) و%2.5 من الترطيب. يتم استخدام التحليل الكهربي، ويتم إجراء فحوصات CMP على الطبوغرافيا والمسح الضوئي من خلال نقرات متفاوتة. أنظمة Cu/Mn/MnN تبلغ 1:0.8:0.88'' نسبة تباين منخفضة في درجة حرارة الترشيح، و0.3 M H2O2 مملوءة بالماء، و%2.5'luk katı konsantrasyonu و30 N kuvvetin gerekli olduğu bulunmuştur. Bulamaç katı konsantrasyonu ve uygulanan kuvvet gibi mekanik bileşenlerin etkisi de araştırmıştı. Amaca ulaşmak için daha düşük uygulama kuvveti ve bulamaç katı konsantrasyonu kullanılması gerekli olduğu bulunmuştur. تم تصميم هذا النموذج من قبل CMP، وهو عبارة عن MRR'yi tahmin etmek için kullanılabilir. تم تصميم نموذج Ayrıca، وهو عبارة عن نموذج MRR'ye ulaşmak في CMP giriş koşullarını optimek için kullanılabilir. لقد تم تطوير تقنية Deneysel yaklaşım، 10nm وغيرها من التقنيات التي تم دمجها بشكل كامل مع شريط CMP في وضع فعّال. |
