Sgleinio Mecanyddol Cemegol (CMP) yw'r unig dechnoleg allweddol a all gyflawni cynlluniad arwyneb wafferi, sy'n gallu lleihau garwedd wyneb i lefel is-nanomedr. Egwyddor sylfaenol CMP yw bod y slyri'n adweithio'n gemegol â'r wyneb wafer i ffurfio haen wedi'i feddalu, sydd wedyn yn cael ei dynnu trwy ffrithiant mecanyddol, tynnu deunydd a phlaneiddio arwyneb y wafer.
Mae nodweddion strwythurol arwyneb (carwedd, patrwm rhigol, ac ati) a phriodweddau materol (caledwch, modwlws elastig, ac ati) y pad caboli yn ffactorau pwysig sy'n effeithio ar CMP. Mae'r pad caboli yn dylanwadu'n uniongyrchol ar ganlyniadau caboli'r wafer.
01 Nodweddion Strwythurol Arwyneb y Pad sgleinio
● Micro-dopograffeg Arwyneb y Pad Gloywi
Mae padiau sgleinio fel arfer yn llawn micropores ar yr wyneb, a all storio a chludo slyri a gronynnau sgraffiniol, gwrthsefyll ymosodiad cemegol o'r slyri, a chael gwared ar sgil-gynhyrchion caboli yn brydlon, gan effeithio ar dynnu deunydd.
Yn seiliedig ar nodweddion strwythurol, mae padiau caboli masnachol prif ffrwd yn cael eu dosbarthu'n dri math: math o rwyll (brethyn tampio), math ffibr (lledr synthetig), a math microfandyllog (polywrethan). O'i gymharu â'r ddau arall, mae gan y pad rhwyll well cywasgu a gallu cario slyri, ac mae ei galedwch is yn ei gwneud hi'n llai tebygol o achosi crafiadau yn ystod sgleinio mân. Defnyddir y mathau o ffibr a polywrethan, oherwydd eu caledwch a'u strwythur penodol, yn bennaf ar gyfer sgleinio garw a sgleinio deunyddiau anfetelaidd.
Mae geometreg a dosbarthiad micropores yn effeithio ar gryfder wyneb a dwysedd y pad. Adlewyrchir y nodweddion mandylledd a dwysedd yn bennaf gan gymhareb Poisson (ν). Mae cryfder wyneb yn lleihau gyda mandylledd cynyddol. Mae diamedrau mandwll mwy yn gwella gallu trafnidiaeth, ond gall mandyllau rhy fawr leihau dwysedd a chryfder padiau.
Mae newidiadau mewn maint a strwythur micropore hefyd yn effeithio ar berfformiad caboli. Gall optimeiddio'r strwythur micropore wella'r cyflwr cyswllt rhwng y pad a'r wafer. Gall archwilio'r berthynas synergaidd rhwng llwytho mecanyddol ar y rhyngwyneb ac adweithiau cemegol y slyri reoli cyfradd tynnu deunydd CMP yn well.
● Wyneb Groove Gweadau y Pad sgleinio
Mae dau ddiben i grooving ar wyneb y pad: ar un llaw, mae'n gwella gallu'r pad i storio a chludo slyri, gan wella llif slyri; ar y llaw arall, mae'n addasu'r cyfernod ffrithiant a straen cneifio ar wyneb y pad. Mae'r tabl isod yn dangos rhigolau nodweddiadol y padiau cyfres IC a weithgynhyrchir gan Rohm Haas, a ddefnyddir yn eang yn y diwydiant lled-ddargludyddion. Wrth gymharu IC1010 ag IC1000, mae gan IC1010 rhigolau dyfnach a dwysach, gan arwain at weithredu mecanyddol cryfach o asperities pad a gronynnau sgraffiniol, yn ogystal â chamau cemegol cryfach, gan arwain at allu tynnu deunydd uwch.
Mae patrymau rhigol cyffredin yn cynnwys mathau rheiddiol, grid, annular, a logarithmig troellog. Yn y ffigur isod, mae (a)-(d) yn cynrychioli padiau patrwm sengl, tra bod (e)‑(g) yn badiau patrwm cyfansawdd. Yn gyffredinol, mae padiau cyfansawdd yn perfformio'n well na phadiau patrwm sengl, a gall padiau logarithmig troellog negyddol wella'r gyfradd sgleinio yn sylweddol.
● Asperities Pad
Mae'r allwthiadau garw ar wyneb y pad yn elastig i osgoi achosi crafiadau anadferadwy gormodol ar y wafer. Mae proffil uchder wyneb microsgopig y pad fel arfer yn dilyn dosbarthiad Gaussian neu esbonyddol.
Mae uchder cyfartalog asperities (Rpk) yn effeithio'n gryf ar y gyfradd symud deunydd (MRR). Heb gyflyru pad, mae MRR yn gostwng gydag amser caboli; os caiff Rpk ei adfer trwy gyflyru, mae MRR yn dychwelyd i agos at ei lefel wreiddiol. Gwisgwch yn ystod caboli a chyflyru dilynol achosi newidiadau parhaus mewn garwedd pad gwirioneddol. Mae amrywiadau mewn garwedd, diamedr asperity, a dosbarthiad garwedd yn effeithio'n uniongyrchol ar MRR.
02 Priodweddau Materol y Pad Gloywi
Mae priodweddau ffisegol a chemegol y deunydd pad yn effeithio ar gyflwr cyswllt a grym cyswllt y rhyngwyneb caboli (pad wafferi-slyri), a thrwy hynny ddylanwadu ar gyfradd tynnu deunydd a garwedd arwyneb wafferi.
● Paramedrau Eiddo Mecanyddol
Mae caledwch a modwlws elastig yn ddau baramedr mecanyddol pwysig. Defnyddir padiau caled mewn cyfnodau caboli garw lle mae angen cyfraddau symud uchel, ond gall caledwch gormodol achosi difrod i'r wyneb a chael gwared ar ddeunydd nad yw'n unffurf. Yn gyffredinol, defnyddir padiau meddal mewn camau caboli cain gyda gofynion garwedd isel. Gall pad gyda top caled a gwaelod meddal wella unffurfiaeth MRR, ond mae'n dueddol o gael parth gwahardd ymyl mwy; i'r gwrthwyneb, gall pad gyda top meddal a gwaelod caled leihau'r parth gwahardd ymyl a chyflawni ansawdd wyneb gwell.
● Nodweddion Cemegol
Dylai fod gan y pad sefydlogrwydd cemegol da a hydrophilicity. Mae polywrethan yn arddangos effaith cof siâp, gyda'r gyfradd adfer siâp yn cynyddu gyda thymheredd.
Wrth gynhyrchu padiau CMP, mae adweithiau cemegol yn cynnwys polyolau ac isocyanadau yn bennaf. Mae'r prif ddeunyddiau crai yn cynnwys prepolymers, estynwyr cadwyn / croesgysylltwyr, asiantau ewyn, catalyddion, ac ychwanegion swyddogaethol eraill. Trwy reoli crynodiadau a chymarebau adweithyddion, gellir gwella priodweddau materol amrywiol y pad. Mae grwpiau gweithredol yn y pad, fel grwpiau hydroxyl ac amid, hefyd yn chwarae rhan bwysig - maent yn gwella'r haen ail-leoli o ddeunyddiau caboli ac yn lliniaru materion ansawdd wyneb a achosir gan draul mecanyddol. Yn ogystal, gall addasiad ffisegol a chemegol y deunydd pad wella ei berfformiad.
Ar ben hynny, yn ystod CMP, mae arwyneb y pad yn cael ei lwytho a'i gneifio, gan achosi i'r asperities fynd trwy lif plastig a dod yn gynlluniedig - ffenomen a elwir yn wydro. Gall cyflyru pad wella gwydredd arwyneb a mandylledd, gan gynnal perfformiad caboli sefydlog.
Technolegau Cyflyru ar gyfer Padiau sgleinio
Ar hyn o bryd, mae technegau cyflyru confensiynol yn perthyn i ddau gategori: nad yw'n hunan-gyflyru a hunan-gyflyru.
Technolegau Di-Hunan Gyflyru
Mae nad yw'n hunan-gyflyru yn cyfeirio at ddefnyddio grymoedd allanol i gael gwared ar sgraffinyddion treuliedig, malurion ac amhureddau eraill o wyneb y pad, gan ddatgelu sgraffinyddion ffres a chynnal y gallu i dorri wrth sgleinio.
cyflyru dreser diemwnt
Mae dresel diemwnt yn bennaf yn cynnwys sgraffinyddion diemwnt, rhwymwr, a swbstrad. Mae sgraffinyddion diemwnt yn cael eu gosod ar y swbstrad trwy electroplatio, presyddu, sinteru, neu ddyddodiad anwedd cemegol. Mae ei berfformiad cyflyru yn perthyn yn agos i gyflwr wyneb y pad ac felly'n effeithio ar ansawdd y darn gwaith. Yr egwyddor yw bod diemwntau diamedr mawr ar y dresel yn gorfodi i ollwng gronynnau diemwnt diflas o'r rhwymwr a thynnu'r haen wydr a'r malurion, gan ddatgelu ymylon torri newydd ar y pad.
Cyflyru jet dŵr pwysedd uchel
Mae'r dechneg hon yn defnyddio grym cneifio jet dŵr i olchi i ffwrdd gronynnau sgraffiniol rhydd neu wedi'u bondio'n wael a hefyd yn torri'r haen wydr, gan ddileu amhureddau a gwella perfformiad padiau.
Technolegau Hunan-gyflyru
Mae hunan-gyflyru yn cyfeirio at ddulliau sy'n caniatáu i haen wyneb y pad wisgo ar gyfradd briodol fel bod sgraffinyddion yn yr haen is-wyneb yn cael eu hamlygu'n barhaus yn ystod y prosesu, gan gynnal gallu torri parhaus. Mae ymddangosiad hunan-gyflyru wedi cyflwyno dulliau newydd o gyflyru padiau.
Mae hunan-gyflyru yn dileu'r cam cyflyru, yn osgoi effaith gwisgo dreser ar y pad, ac yn ymestyn oes pad. Er enghraifft, gall ychwanegu basau organig, halwynau anorganig, neu gemegau eraill wella hunan-gyflyru; mae defnyddio prepolymers gyda grwpiau hydroffobig yn darparu camau hunanreoleiddio yn ystod caboli, gan sefydlogi'r broses ac atal chwyddo dŵr.