सीएमपी पॉलिशिंग घोल तैयार करने की प्रक्रिया क्या है

अर्धचालक विनिर्माण में,रासायनिक यांत्रिक प्लानरीकरण(सीएमपी) एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। सीएमपी प्रक्रिया सिलिकॉन वेफर्स की सतह को चिकना करने के लिए रासायनिक और यांत्रिक क्रियाओं को जोड़ती है, जो बाद के चरणों जैसे पतली-फिल्म जमाव और नक़्क़ाशी के लिए एक समान आधार प्रदान करती है। सीएमपी पॉलिशिंग घोल, इस प्रक्रिया के मुख्य घटक के रूप में, पॉलिशिंग दक्षता, सतह की गुणवत्ता और उत्पाद के अंतिम प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है।. इसलिए, सेमीकंडक्टर उत्पादन को अनुकूलित करने के लिए सीएमपी घोल तैयार करने की प्रक्रिया को समझना आवश्यक है। यह लेख सीएमपी पॉलिशिंग घोल तैयार करने की प्रक्रिया और सेमीकंडक्टर निर्माण में इसके अनुप्रयोगों और चुनौतियों का पता लगाएगा।

सीएमपी पॉलिशिंग घोल के बुनियादी घटक

सीएमपी पॉलिशिंग घोल में आमतौर पर दो मुख्य घटक होते हैं: अपघर्षक कण और रासायनिक एजेंट।

1.अपघर्षक कण: ये कण आमतौर पर एल्यूमिना, सिलिका या अन्य अकार्बनिक यौगिकों से बने होते हैं, और वे पॉलिशिंग प्रक्रिया के दौरान भौतिक रूप से सतह से सामग्री को हटा देते हैं। अपघर्षक के कण आकार, वितरण और सतह गुण सीएमपी में निष्कासन दर और सतह खत्म निर्धारित करते हैं।

2.रासायनिक एजेंट: सीएमपी में, रासायनिक घटक सामग्री की सतह के साथ घुलने या रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करके काम करते हैं। इन एजेंटों में आम तौर पर एसिड, बेस और ऑक्सीडाइज़र शामिल होते हैं, जो भौतिक निष्कासन प्रक्रिया के दौरान आवश्यक घर्षण को कम करने में मदद करते हैं। सामान्य रासायनिक एजेंटों में हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड, सोडियम हाइड्रॉक्साइड और हाइड्रोजन पेरोक्साइड शामिल हैं।

इसके अलावा, घोल में अपघर्षक कणों का एक समान फैलाव सुनिश्चित करने और जमने या एकत्र होने से रोकने के लिए सर्फेक्टेंट, डिस्पर्सेंट, स्टेबलाइजर्स और अन्य एडिटिव्स भी शामिल हो सकते हैं।

सीएमपी पॉलिशिंग घोल तैयार करने की प्रक्रिया

सीएमपी घोल की तैयारी में न केवल अपघर्षक कणों और रासायनिक एजेंटों का मिश्रण शामिल है, बल्कि पीएच, चिपचिपाहट, स्थिरता और अपघर्षक के वितरण जैसे कारकों को नियंत्रित करने की भी आवश्यकता होती है। सीएमपी पॉलिशिंग घोल तैयार करने में शामिल विशिष्ट चरणों की रूपरेखा निम्नलिखित है:

1. उपयुक्त अपघर्षक का चयन

अपघर्षक सीएमपी घोल के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से एक हैं। इष्टतम पॉलिशिंग प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए अपघर्षक का सही प्रकार, आकार वितरण और एकाग्रता चुनना आवश्यक है। अपघर्षक कणों का आकार पॉलिशिंग के दौरान हटाने की दर निर्धारित करता है। बड़े कणों का उपयोग आमतौर पर मोटी सामग्री को हटाने के लिए किया जाता है, जबकि छोटे कण उच्च सतह फिनिश प्रदान करते हैं।

सामान्य अपघर्षक पदार्थों में सिलिका (SiO₂) और एल्यूमिना (Al₂O₃) शामिल हैं। उनके समान कण आकार और मध्यम कठोरता के कारण सिलिकॉन-आधारित वेफर्स के लिए सीएमपी में सिलिका अपघर्षक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। एल्यूमिना कण, कठोर होने के कारण, उच्च कठोरता वाली सामग्रियों को चमकाने के लिए उपयोग किए जाते हैं।

2. रासायनिक संरचना का समायोजन

सीएमपी घोल के प्रदर्शन के लिए रासायनिक एजेंटों का चुनाव महत्वपूर्ण है। सामान्य रासायनिक एजेंटों में अम्लीय या क्षारीय समाधान (उदाहरण के लिए, हाइड्रोफ्लोरोइक एसिड, सोडियम हाइड्रॉक्साइड) शामिल हैं, जो सामग्री की सतह के साथ रासायनिक रूप से प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे इसके निष्कासन को बढ़ावा मिलता है।

रासायनिक एजेंटों की सांद्रता और पीएच पॉलिशिंग प्रक्रिया में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। यदि पीएच बहुत अधिक या बहुत कम है, तो इससे अपघर्षक कण एकत्रित हो सकते हैं, जो पॉलिशिंग प्रक्रिया को नकारात्मक रूप से प्रभावित करेगा। इसके अतिरिक्त, हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे ऑक्सीकरण एजेंटों को शामिल करने से सामग्री के क्षरण में तेजी आ सकती है, जिससे निष्कासन दर में सुधार हो सकता है।

3. घोल की स्थिरता सुनिश्चित करना

घोल की स्थिरता सीधे उसके प्रदर्शन से संबंधित है। अपघर्षक कणों को एक साथ जमने या एकत्रित होने से रोकने के लिए, फैलाने वाले और स्टेबलाइजर्स जोड़े जाते हैं। फैलाने वालों की भूमिका कणों के बीच आकर्षण को कम करना है, यह सुनिश्चित करना है कि वे समाधान में समान रूप से वितरित रहें। एक समान पॉलिशिंग क्रिया को बनाए रखने के लिए यह महत्वपूर्ण है।

स्टेबलाइज़र रासायनिक एजेंटों को ख़राब होने या समय से पहले प्रतिक्रिया करने से रोकने में मदद करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि घोल अपने उपयोग के दौरान लगातार प्रदर्शन बनाए रखता है।

4. मिश्रण एवं सम्मिश्रण

एक बार जब सभी घटक तैयार हो जाते हैं, तो घोल को आम तौर पर मिश्रित किया जाता है या अल्ट्रासोनिक तरंगों के साथ इलाज किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि अपघर्षक कण घोल में समान रूप से फैले हुए हैं। बड़े कणों की उपस्थिति से बचने के लिए मिश्रण प्रक्रिया सटीक होनी चाहिए, जो पॉलिशिंग प्रभावशीलता को ख़राब कर सकती है।

सीएमपी पॉलिशिंग घोल में गुणवत्ता नियंत्रण

यह सुनिश्चित करने के लिए कि सीएमपी घोल आवश्यक मानकों को पूरा करता है, इसे कठोर परीक्षण और गुणवत्ता नियंत्रण से गुजरना पड़ता है। कुछ सामान्य गुणवत्ता नियंत्रण विधियों में शामिल हैं:

1.कण आकार वितरण विश्लेषण:अपघर्षक के आकार वितरण को मापने के लिए लेजर विवर्तन कण आकार विश्लेषक का उपयोग किया जाता है। वांछित निष्कासन दर और सतह की गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए यह सुनिश्चित करना महत्वपूर्ण है कि कण का आकार आवश्यक सीमा के भीतर है।

2.पीएच परीक्षण:यह सुनिश्चित करने के लिए नियमित पीएच परीक्षण किया जाता है कि घोल एक इष्टतम पीएच रेंज बनाए रखता है। पीएच में भिन्नता रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दर को प्रभावित कर सकती है और परिणामस्वरूप, घोल का समग्र प्रदर्शन प्रभावित हो सकता है।

3. श्यानता परीक्षण:पॉलिश करने के दौरान घोल की चिपचिपाहट उसके प्रवाह और एकरूपता को प्रभावित करती है। एक घोल जो बहुत अधिक चिपचिपा होता है वह घर्षण बढ़ा सकता है, जिससे असंगत पॉलिशिंग हो सकती है, जबकि कम-चिपचिपापन वाला घोल सामग्री को प्रभावी ढंग से नहीं हटा सकता है।

4.स्थिरता परीक्षण:घोल की स्थिरता का आकलन करने के लिए दीर्घकालिक भंडारण और सेंट्रीफ्यूजेशन परीक्षणों का उपयोग किया जाता है। लक्ष्य यह सुनिश्चित करना है कि भंडारण या उपयोग के दौरान घोल को जमने या चरणबद्ध तरीके से अलग होने का अनुभव न हो।

सीएमपी पॉलिशिंग घोल का अनुकूलन और चुनौतियाँ

जैसे-जैसे सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रियाएं विकसित होती हैं, सीएमपी स्लरीज़ की आवश्यकताएं बढ़ती रहती हैं। घोल तैयार करने की प्रक्रिया को अनुकूलित करने से उत्पादन क्षमता में सुधार और अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता में वृद्धि हो सकती है।

1. निष्कासन दर और सतह की गुणवत्ता में वृद्धि

आकार वितरण, अपघर्षक की सांद्रता और रासायनिक संरचना को समायोजित करके, सीएमपी के दौरान निष्कासन दर और सतह की गुणवत्ता में सुधार किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न अपघर्षक कण आकारों का मिश्रण बेहतर सतह फिनिश प्रदान करते हुए अधिक कुशल सामग्री हटाने की दर प्राप्त कर सकता है।

2. दोषों एवं दुष्प्रभावों को न्यूनतम करना

जबकिसीएमपी घोलसामग्री को हटाने में प्रभावी है, अत्यधिक पॉलिशिंग या अनुचित घोल संरचना से सतह पर खरोंच या जंग के निशान जैसे दोष हो सकते हैं। इन दुष्प्रभावों को कम करने के लिए कण आकार, पॉलिशिंग बल और रासायनिक संरचना को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है।

3. पर्यावरण और लागत संबंधी विचार

बढ़ते पर्यावरणीय नियमों के साथ, सीएमपी स्लरीज़ की स्थिरता और पर्यावरण-मित्रता अधिक महत्वपूर्ण होती जा रही है। उदाहरण के लिए, प्रदूषण को कम करने के लिए कम-विषाक्तता, पर्यावरण की दृष्टि से सुरक्षित रासायनिक एजेंटों को विकसित करने के लिए अनुसंधान जारी है। इसके अतिरिक्त, घोल फॉर्मूलेशन को अनुकूलित करने से उत्पादन लागत को कम करने में मदद मिल सकती है।