सीएमपी प्रक्रिया में डिशिंग और इरोजन क्या है?

रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) रासायनिक प्रतिक्रियाओं और यांत्रिक घर्षण की संयुक्त क्रिया के माध्यम से अतिरिक्त सामग्री और सतह के दोषों को दूर करती है। यह वेफर सतह के वैश्विक समतलीकरण को प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है और मल्टीलेयर कॉपर इंटरकनेक्ट्स और लो-के डाइइलेक्ट्रिक संरचनाओं के लिए अपरिहार्य है। व्यावहारिक विनिर्माण में, सीएमपी पूरी तरह से एक समान निष्कासन प्रक्रिया नहीं है; यह विशिष्ट पैटर्न-निर्भर दोषों को जन्म देता है, जिनमें से डिशिंग और क्षरण सबसे प्रमुख हैं। ये दोष सीधे इंटरकनेक्ट परतों की ज्यामिति और उनकी विद्युत विशेषताओं को प्रभावित करते हैं।

डिशिंग से तात्पर्य सीएमपी के दौरान अपेक्षाकृत नरम प्रवाहकीय सामग्री (जैसे तांबा) को अत्यधिक हटाने से है, जिससे एकल धातु लाइन या बड़े धातु क्षेत्र के अंदर डिश के आकार का अवतल प्रोफ़ाइल बन जाता है। क्रॉस-सेक्शन में, धातु रेखा का केंद्र इसके दो किनारों और आसपास की ढांकता हुआ सतह से नीचे स्थित होता है। यह घटना अक्सर चौड़ी लाइनों, पैड या ब्लॉक-प्रकार के धातु क्षेत्रों में देखी जाती है। इसका गठन तंत्र मुख्य रूप से सामग्री की कठोरता में अंतर और व्यापक धातु विशेषताओं पर पॉलिशिंग पैड के विरूपण से संबंधित है: नरम धातुएं घोल में रासायनिक घटकों और अपघर्षक के प्रति अधिक संवेदनशील होती हैं, और व्यापक सुविधाओं पर पैड का स्थानीय संपर्क दबाव बढ़ जाता है, जिससे धातु के केंद्र में हटाने की दर किनारों पर अधिक हो जाती है। परिणामस्वरूप, डिशिंग की गहराई आमतौर पर लाइन की चौड़ाई और अधिक पॉलिश समय के साथ बढ़ती है।

कटाव की विशेषता उच्च पैटर्न-घनत्व वाले क्षेत्रों (जैसे घने धातु लाइन सरणी या घने डमी भराव वाले क्षेत्र) में समग्र सतह की ऊंचाई सीएमपी के बाद आसपास के विरल क्षेत्रों की तुलना में कम होना है। संक्षेप में, यह एक पैटर्न-घनत्व-संचालित, क्षेत्र-स्तर पर सामग्री का अत्यधिक निष्कासन है। घने क्षेत्रों में, धातु और ढांकता हुआ एक साथ एक बड़ा प्रभावी संपर्क क्षेत्र प्रदान करते हैं, और पैड और घोल की यांत्रिक घर्षण और रासायनिक क्रिया अधिक मजबूत होती है। नतीजतन, धातु और ढांकता हुआ दोनों की औसत निष्कासन दर कम घनत्व वाले क्षेत्रों की तुलना में अधिक है। जैसे-जैसे पॉलिशिंग और ओवर-पॉलिशिंग आगे बढ़ती है, घने क्षेत्रों में धातु-ढांकता हुआ स्टैक समग्र रूप से पतला हो जाता है, जिससे एक मापने योग्य ऊंचाई का चरण बनता है, और स्थानीय पैटर्न घनत्व और प्रक्रिया लोडिंग के साथ क्षरण की डिग्री बढ़ जाती है।

डिवाइस और प्रक्रिया प्रदर्शन के परिप्रेक्ष्य से, डिशिंग और क्षरण का अर्धचालक उत्पादों पर कई प्रतिकूल प्रभाव पड़ते हैं। डिशिंग से धातु का प्रभावी क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र कम हो जाता है, जिससे इंटरकनेक्ट प्रतिरोध और आईआर ड्रॉप बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल में देरी होती है और महत्वपूर्ण पथों पर टाइमिंग मार्जिन कम हो जाता है। क्षरण के कारण ढांकता हुआ मोटाई में बदलाव धातु लाइनों और आरसी विलंब के वितरण के बीच परजीवी समाई को बदल देता है, जिससे चिप में विद्युत विशेषताओं की एकरूपता कम हो जाती है। इसके अलावा, स्थानीय ढांकता हुआ पतलापन और विद्युत क्षेत्र एकाग्रता अंतर-धातु डाइलेक्ट्रिक्स के टूटने के व्यवहार और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित करते हैं। एकीकरण स्तर पर, अत्यधिक सतह स्थलाकृति लिथोग्राफी फोकस और संरेखण की कठिनाई को बढ़ाती है, बाद की फिल्म जमाव और नक़्क़ाशी की एकरूपता को ख़राब करती है, और धातु अवशेष जैसे दोष उत्पन्न कर सकती है। ये मुद्दे अंततः उपज में उतार-चढ़ाव और सिकुड़ती प्रक्रिया विंडो के रूप में प्रकट होते हैं। इसलिए, व्यावहारिक इंजीनियरिंग में, लेआउट घनत्व समीकरण, अनुकूलन के माध्यम से निर्दिष्ट सीमा के भीतर डिशिंग और क्षरण को नियंत्रित करना आवश्यक हैपॉलिशिंग एसलुरीचयनात्मकता, और सीएमपी प्रक्रिया मापदंडों की ठीक ट्यूनिंग, ताकि इंटरकनेक्ट संरचनाओं की समतलता, स्थिर विद्युत प्रदर्शन और मजबूत उच्च-मात्रा विनिर्माण सुनिश्चित किया जा सके।