نویسنده
اکبر وزیر
تاریخ انتشار
2022-06-17T07:18:42Z
نوع
سند
زبان
انگلیسی
دیجیتال
بله
نسخه خطی
خیر
کتابخانه
دانشگاه اوزیغین
شماره ثبت
1a951450-5435-4628-b5c4-f8674d421139
محل کتابخانه
گروه مهندسی مکانیک
تاریخ
2022-06-17T07:18:42Z
متن نمونه
پولیش مکانیکی شیمیایی (CMP) فرآیندی برای مسطح کردن سطوح فلزی و دی الکتریک به طور معمول در ساخت دستگاه های میکروالکترونیک است. پلاناریزاسیون با حذف مواد از سطح ویفر به دلیل اثر هم افزایی اعمال شیمیایی و مکانیکی حاصل می شود. در یک ماشین معمولی CMP، قسمت بالایی به عنوان هد نامیده می شود. ویفر را نگه می دارد، می چرخد و نیرویی بر روی ویفر در قسمت پایینی آن اعمال می کند. قسمت پایینی یک صفحه دوار با یک پد نسبتاً نرمتر متصل است. در طول CMP دوغاب از خارج با سرعت جریان مطلوب ارائه می شود. دوغاب از مواد شیمیایی (اکسیدکننده، عوامل کیلیت، بازدارنده خوردگی و سورفکتانت ها و غیره) و ذرات ساینده سخت به اندازه نانومتر تشکیل شده است. مواد شیمیایی با سطح واکنش می دهند و خواص سطح را تغییر می دهند در حالی که ذرات ساینده به سطح ویفر فرو رفته و مواد را از سطح ویفر به دلیل حرکت نسبی بین ویفر و پد حذف می کنند. ترکیبی از اثرات شیمیایی و مکانیکی توانایی ما را برای درک مکانیسم پیچیده حذف مواد در CMP محدود می کند. تلاش های فشرده برای توسعه مدل هایی برای توضیح مکانیسم پیچیده حذف مواد در فرآیندهای CMP انجام شده است. سرعت حذف مواد در فرآیندهای مکانیکی شیمیایی یک وابستگی خطی به فشار پایین اعمال شده دارد. با این حال، برخی از مطالعات تجربی رابطه غیرخطی بین MRR و فشار اعمالی را گزارش کردهاند. غیرخطی بودن را می توان به برهمکنش های پیچیده بین ویفر، پد، ذرات ساینده و عوامل شیمیایی در دوغاب نسبت داد. بنابراین، در مدلسازی فرآیند CMP، جفت شدن هر دو عملیات شیمیایی و مکانیکی برای ارائه بینشی به رفتار غیرخطی MRR ضروری است. از آنجا که، درمان اثرات شیمیایی تنها به عنوان ابزاری صرف برای نرم کردن سطح ویفر، نمی تواند رفتار غیرخطی MRR در CMP دی اکسید سیلیکون را توضیح دهد. در اینجا، ما مدلی را ارائه میکنیم که مکانیک ریز تماس را با انتشار دوغاب در ویفر جفت میکند و MRR را در CMP دی اکسید سیلیکون پیشبینی میکند. این مدل با نتایج تجربی موجود در ادبیات تایید شده است. در مورد CMP مانع، مواد مختلف به طور همزمان پرداخت می شوند و انتظار می رود که CMP به یک سطح مسطح برسد. مدل توسعهیافته میتواند برای بهینهسازی شرایط ورودی CMP برای دستیابی به حذف مواد مشابه در طول CMP مانع استفاده شود. حذف مواد به خواص مواد و پارامترهای ورودی فرآیند بستگی دارد. مطالعات متعددی نقش شیمی دوغاب را برای دستیابی به گزینش پذیری حذف مواد معین از مواد مختلف روی ویفر طرح دار بررسی کرده اند. در اینجا ما روشی برای دستیابی به سطح طرحدار مسطح سیستم Cu/Mn/MnN با استفاده از بهینهسازی مبتنی بر مدل برای پارامترهای فرآیند مکانیکی پیشنهاد میکنیم. پارامترها شامل نیروی اعمال شده، غلظت جامد دوغاب و اندازه ذرات ساینده است. این روش از طریق بهینه سازی با استفاده از یک الگوریتم ژنتیک توسعه یافته است. روش پیشنهادی نشان میدهد که نیروی رو به پایین پایینتر پارامتر کلیدی برای دستیابی به انتخابپذیری و مسطح بودن حذف مواد است. بخش اول این مطالعه نرخ حذف مواد (MRR) کم را برای دستیابی به انحراف استاندارد کمتر در MRR پیشنهاد میکند. بخش دوم انحراف استاندارد در ضخامت حذف شده در میانگین زمان مورد نیاز برای حذف ضخامت شناخته شده از مواد مورد بررسی را بررسی می کند. مشخص شده است که استفاده از نیروی رو به پایین پایین میتواند انحراف استاندارد در ضخامت حذف شده را به حداقل برساند و یک سطح طرحدار مسطح به دست آید. راه دیگر برای دستیابی به حذف یکنواخت مواد از مواد مختلف، فرمولاسیون شیمی دوغاب است. در طول فرآیند مسطح سازی مکانیکی شیمیایی برای گره های 10 نانومتر و فراتر، خوردگی گالوانیکی، انتخاب نرخ حذف مواد و مسائل مربوط به نقص باید مورد توجه قرار گیرد. درک بهتر برهمکنش های شیمیایی و مکانیکی مقیاس اتمی در سطح ویفر می تواند بینش و دستورالعمل های مفیدی را ارائه دهد. این مطالعه همچنین به طور تجربی سیستم CMP Cu/Mn/MnN را با فرمولاسیون دوغاب مختلف بررسی میکند. تجزیه و تحلیل الکتروشیمیایی خارج از محل سیستم Cu/Mn/MnN برای ارزیابی غیرفعالسازی در فرمولهای مختلف دوغاب انجام شد. فرمولاسیون دوغاب مورد استفاده 0.1 M، 0.2 M، 0.3 M و 0.5 M اکسید کننده (H2O2) با بارگذاری جامد ساینده 2.5 درصد وزنی بود. نتایج آنالیزهای الکتروشیمیایی با توپوگرافی سطح پس از CMP و انتخاب نرخ حذف مواد مقایسه شده است. مشخص شده است که انتخاب حذف مواد 1:0.8:0.88 را می توان برای سیستم Cu/Mn/MnN، برای ترکیب دوغاب 0.3 M H2O2، تحت نیروی کاهش 30 نیوتن و 2.5 درصد وزنی به دست آورد. غلظت جامد دوغاب اثر اجزای مکانیکی مانند غلظت جامد دوغاب و نیروی اعمالی نیز مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد که برای غلظت بهینه اکسیدکننده، کنترل بیشتری بر انتخاب حذف مواد میتوان با بهینهسازی پارامترهای ورودی مکانیکی به دست آورد. اعمال نیروی اعمالی کمتر و غلظت جامد دوغاب کمتر برای دستیابی به هدف مورد نیاز است. این یافته با انتخابپذیری حذف مواد پیشبینیشده با بهینهسازی مبتنی بر مدل مطابقت دارد. مدل توسعهیافته در این کار میتواند برای پیشبینی MRR در یک CMP معمولی استفاده شود. همچنین، می توان از این مدل برای بهینه سازی شرایط ورودی CMP برای دستیابی به MRR مورد نظر استفاده کرد. رویکرد تجربی ارائه شده در این کار میتواند برای لایه سد CMP برای طرحهای یکپارچهسازی اتصالات پیشرفته برای زیر 10 نانومتر، Genel olarak mikroelektronik cihazların imalatında kullanılan پرداخت شیمیایی-مکانیکی (CMP) مفید باشد. یوزیلرین دوزلمسللهشتیرملرینده کولانیلیر. کیمیاسال-مکانیک پارلاتما (دوزلمسللهشتیرمه) ایشلمیندن گئچن بیر مالزمه آینی و هم کیمیاسال هم د مکانیک اولارک ایشلملره ماروز بیراکیلارک یوزئیندن میکروسکوبیک اولارک پارکالار چیکارتیلیر. Tipik bir CMP makinesindeki üst kısma "baş" olarak tabir edilir ve tabakayı yerinde tutup belirlenen bir hızda döndürerek altta bulunan bir parçanın üstüne güç uygular. Altta bulunan tablanın üzerine işlemden geçecek malzemeye nispeten yumuşak bir malzemeden yapılan بیر levha bağlanır. CMP işleminde içi nanometre-boyutlu parçacıklarla dolu kimyasalı (oksitleyici, şelatlayıcı, korozyon önleyici ve yüzey aktif maddelerden oluşan bir solüsyon), aynı zamanda bulamaç (slurry) olarakılnide, yüzeyine pompalanır. CMP süresince kimyasal yüzeyle reaksiyona girip özelliklerini değiştirirken, içinde bulunan nano-parçacıklar dönme hareketi nedeniyle yüzeyi fiziksel olarak değiştirir. CMP'deki kimyasal ve mekanik etkiler nedeniyle ortaya çıkan kompleks malzeme kaldırma mekanizmasını anlama kabiliyetimizi sınırlamaktadır. Bu mekanizmayı açıklamak ve çeşitli modeller geliştirmek için yoğun çabalar harcanarak malzeme kaldırma hızının levhanın üzerine uygulanan basınçla lineer bir ilişki içinde olduğu ortaya çıkmıştır; فکت یاکین زامانلاردا یاپیلان دنیلرده بو ایلیشکینین لاینر اولمادیغینی ایسپاتلایان ویری اورتایا چیکمیشتیر. مالزمه یوزئیینین آلتا بولونان یوموشاک لوها ایله تماسی، نانوپارچاجیکلارلا و کیمیاسال سولوسیونلا اولان اتکیله شیمی لاینر اولامایان ایلیشکیه ندن اولابیلر. Bu nedenle, CMP işlemini modellerken her iki etkileşimin (kimyasal ve mekanik) birbirine olan bağımlılıkları malzeme kaldırma hızının lineer olmayan davranışını açıklığa kavuşturmak için önemlidir. کیمیاسال اتکیلرین یالنیزکا سیلیکون دوره لهاسی (ویفر) یوزیلرینی یوموشاتمانین بیر یولو اولارک ایله آلینماسی، سیلیکون دیوکسیتین CMP'deki MRR'sinin دوغروسال اولمایان davranışını آچیکلایمابیل. Bu çalışmada, nano-parçacıkların yüzey ile teması ve kimyasalın yüzeye olan difüzyonu arasındaki ilişkiyi göz önünde bulundurarak, silikon dioksitin CMP'deki malzeme kaldırma hıminu edebyılını model. مدل Geliştirdiğimiz, literatürde mevcut olan deneysel sonuçlar ile doğrulanmıştır. بونا ایک اولارک مدل آرتان باسینچلا سیلیکون دیوکسیتین مالزمه کالدیرما هیزیندکی (MRR) دوغروسال اولمایان آرتیشی آچیکلامک ایچین کولانیلابیلر. باریر مالزملاری ایچین یاپیلان سی ام پی ده، فارکلی مالزملر عینی آندا پارلاتیلیر و سی ام پی نین دوزلمسل بیر یوزئی الده اتمسی بیکلنیر. Ayrıca، geliştirilen مدل bariyer CMP işlemi sırasında homojen malzeme kaldırma elde etmek için CMP koşullarını بهینه سازی اتمک ایچین kullanılabilir. Malzemenin özelliklerine ve CMP'ye parametrelerine göre malzeme kaldırma işlemi farklılık gösterir. Yapılan çeşitli araştırmalarda, istenilen miktarda malzeme kaldırımını gerçekleştirebilmek için bulamaç (دوغاب) کیمیاسینین farklı malzemelerle یاپیلان دسنلی levhaların üzerindeki etkisi gözlemlenmiştir. Burada, mekanik işlem parametrelerini optimize edebilmek için bahsedilen modeli kullanarak Cu/Mn/MnN sistemlerinin düzlemsel desenli yüzeyini elde etmek için bir metodoloji öneriyoruz. Uygulanan kuvvet، bulamaç katı konsantrasyonu ve aşındırıcı parçacık boyutları istenilen yüzey karakteristiklerini yakalamamızı sağlayacak parametrelerdır. Bu parametreleri kullanarak genetik algoritma yardımı ile model tabablı optimizasyon yapılmıştır. Ortaya çıkan metodoloji, istenilen malzeme kaldırma oranı ve düzlemselliğini elde edebilmek için düşük duzeyde uygulanan kuvvetin önemli bir parametre olduğunu öne sürüyor. آراشتیرمانین ایلک کیسمی، مالزمه کالدیرما اورانیندا (MRR) داها دوشوک بیر استاندارد ساپما الده اتمک ایچین دوشوک بیر MRR اونرییور. Araştırmanın ikinci kısmı ise، gereken ortalama süre içinde kaldırılan malzeme kalınlığındaki استاندارد sapmayı incelemektedir. Uygulanan kuvveti azaltmak، çıkartılan malzeme kalınlığındaki استاندارد sapmayı en aza indirebileceği ve duzlemsel desenli yüzey elde edilebileceği bulunmuştur. فارکلی مالزملرین هموجن بیر شِکیلده کالدیرماسینی ساغلامانین بیر خوبکا یولو، بولاماچ کیمیاسینین فرموله ادیلمسیدیر. 10nm ve daha küçük düğümler (nodes) için kimyasal ve mechanical düzlemselleştirme işlemi sırasında galvanik korozyon، istenilen malzeme kaldırma oranı ve kusurluluk sorunlarının göz önundulidirulmasıli. Levha üzerindeki atomik boyutlarda olan kimyasal ve mechanicetkileşimlerin daha iyi bir şekilde anlaşılması faydalı bilgiler ve öneriler sağlayabilir. Bu çalışma aynı zamanda Cu/Mn/MnN sistemlerinin CMP'de çeşitli bulamaç (دوغاب) formülasyonları deneysel olarak araştırmaktadır. Farklı bulamaç formülasyonlarında pasivasyonu değerlendirmek için Cu/Mn/MnN sistemlerinin ex-situ elektrokimyasal analizleri yapılmıştır. Kullanılan bulamaç formülasyonları sırasıyla 0.1 M، 0.2 M، 0.3 M، 0.4 M، 0.5 M oksitleyici (H2O2) و %2.5 bulamaç katı konsantrasyonu içermektedir. Elektrokimyasal analizlerden gelen veriler, CMP işlemi sonrası yüzey topografisi ve malzeme kaldırma oranı seçiciliği ile karşılaştırılmıştır. Cu/Mn/MnN sistemleri için 1:0.8:0.88'lik malzeme kaldırma seçiciliğine ulaşabilmek için، 0.3 M H2O2 bulamaç birleşimi، %2.5'luk katı konsantrasyonu ve 30 N kuvvetinbulli gerekuğturu. 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. Bu çalışmada geliştirilen model, tipik bir CMP işleminde MRR'yi tahmin etmek için kullanılabilir. مدل Ayrıca geliştirilen، istenilen MRR'ye ulaşmak için CMP giriş koşullarını بهینه سازی etmek için kullanılabilir. Bu çalışmada önerilen deneysel yaklaşım، 10-nm ve altı için geliştirilmiş ara bağlantı entegrasyon şemaları bariyer katmanı CMP için faydalı olabilir.
