10232020Fri
Last updateFri, 23 Oct 2020 11am

Removal Techniques-4 (அதிகமாக இருக்கும் ) பொருளை நீக்குதல் -4 (CMP)

சி.எம்.பி. ரசாயன இயந்திர சமன்படுத்தல்
இந்த கருவி சுமார் 6 அடி உயரமும் 6 அடி நீளமும், 4 அடி அகலமும் கொண்டு இருக்கும்.

இதில் ஒரு வட்ட வடிவில் மேசை (table) சுழலும் விதத்தில் இருக்கும். அதன் மேல் pad என்ற ஒரு பிளாஸ்டிக் வகைப் படலம் இருக்கும். (Pad என்பதன் தமிழாக்கம் என்ன?) இதன் மேல் வேஃபரை வைத்து அழுத்தத் தேவையான கருவிகளும் (ஆங்கிலத்தில் Wafer Carrier என்று சொல்லப்படும். தமிழில் வேபர் தாங்கி என்று சொல்லலாம்), இடையே ரசாயனமும் துகள்களும் கலந்த "ஸ்லரி" (slurry) என்று ஆங்கிலத்தில் சொல்லப்படும் "கலவை"யை செலுத்த மோட்டார் பம்பும் இருக்கும். மேசையும் வேஃபரும் சுழலும் பொழுது வேஃபர் ‘தேய்க்கப்’ படும்.


இவ்வாறு தேய்ப்பது சீராக நடக்க, வேஃபரும் padம் சுற்றும்பொழுது இடையே, தண்ணீரும், துகள்களும் கலந்த கலவை செலுத்தப்படும். வேஃபரை வைத்து செலுத்தும் அழுத்தம் (pressure), சுற்றும் வேகம், கலவையில் இருக்கும் அமிலம் அல்லது காரம் போன்ற ரசாயத்தின் அளவு, துகள்களின் அளவு, பாலிஷ் செய்யப்படும் நேரம் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து பொருள் நீக்கப்படும்அளவு அமையும்.

இதில் வேபர் தலை கீழாக இருக்கும் என்பதை கவனிக்கவும். அதாவது, வேபரின் பின் பக்கமானது ‘வேபர் தாங்கி'யைத் தொட்டுக்கொண்டு இருக்கும். வேபரின் முன் பக்கம் Padஐ தொட்டுக்கொண்டு இருக்கும்.

இதில் ரசாயனத்தின் பங்கு என்ன? துகள்களின் பங்கு என்ன? என்பதைப் பார்ப்போம்.
ரசாயனம் ‘தேர்ந்தெடுக்க’ உதவுகிறது. அதாவது ஒரு பொருளை மட்டும் நீக்கவும், மற்ற பொருள்கள் அப்படியே இருக்கவும் வேண்டும் என்றால், அதற்கு சரியான ரசாயனம் தேவை. உதாரணமாக, கீழே இருக்கும் வரைபடத்தில் தாமிரத்தை மட்டும் எடுக்க வேண்டும். அதன் பின், சிலிக்கன் டை ஆக்சைடை ஒன்றும் செய்யக் கூடாது என்றால் தாமிரத்தை கொஞ்சம் கரைக்கும் ரசாயனத்தை கலக்க வேண்டும். தாமிரம் முடிந்து சிலிக்கன் டை ஆக்சைடு வந்தவுடன் பாலிஷ் நடக்காது.




துகள்கள், ரசாயன மாற்றமில்லாமல், பொருள்களை நீக்க (mechanical removal) உதவும். இதனால், மேடாக உள்ள இடங்கள் சீக்கிரம் அகற்றப்பட்டுவிடும். தாழ்ந்த இடங்களோ கொஞ்சம் கொஞ்சமாக அகற்றப் படும். அதனால் வேஃபர் ஒரே லெவலுக்கு வந்து விடும்.
உதாரணமாக, தாமிரத்தை நீக்க கொஞ்சம் அமிலம், கொஞ்சம் சிலிக்கன் டை ஆக்சைடு துகள்கள் (சுமார் 0.00005 மி.மீ அல்லது 50 நே.மீ விட்டம்) கலந்த கலவை உபயோகப்படுத்தப்படும். Pad என்பது பாலியுரித்தேன் (poly urethane) என்ற வகை பாலிமரில் (polymer) செய்யப்படும். இந்த pad இல் இரண்டு வகை இருக்கும். கண்ணாடி (சிலிக்கன் டை ஆக்சைடை) நீக்க hard pad என்ற கடினமான வகையும், தாமிரத்தை நீக்க soft pad என்ற மென்மையான வகையும் உபயோகிக்கப்படும். (இந்த இடத்தில் “கடினமான” என்றால் மிகவும் கடினமான் பொருள் என்று நினைக்க வேண்டாம். Soft pad என்பதன் தன்மை, கையில் தொட்டுப்பார்க்க ஏறக்குறைய முகத்திற்கு பவுடர் பூசும் பஃப் போலவும், hard pad என்பதன் தன்மை ஒரு தோல் பையைப்போலவும் இருக்கும்).

இந்த முறையில் இரண்டு குறிக்கோள்கள் உண்டு. ஒன்று அதிகமாக அல்லது உபரியாக இருக்கும் பொருளை எடுத்து விட வேண்டும். இரண்டாவது சமச்சீரான அளவில் (planar level) வேஃபரை கொண்டுவர வேண்டும். உதாரணமாக சில சமயங்களில் பொருள் படியவைக்கும்போது எல்லா இடங்களிலும் ஒரே அளவாக (uniform) இருக்காது. அப்போது மேடும் பள்ளமுமாக இருக்கும் அதை ஒரே லெவலில் (level)கொண்டு வர இம்முறை பயன்படும்.

இந்த முறையை செயல்படுத்திய பிறகுதான், ஐ.சி.க்களில் தாமிரக்கம்பிகள் கொண்டு மின் இணைப்பு கொடுக்க முடிந்தது. அதற்கு முன்னால், ஈர நிலை மற்றும் உலர் நிலை முறைகளைக் கொண்டு தாமிரக் கம்பிகளை செய்ய பல விஞ்ஞானிகள் முயன்றாலும் பலன் இல்லாமல் இருந்த்து. 1990க்கு பிறகு IBM விஞ்ஞானிகளின் முயற்சியால் தாமிர கம்பி முதல் முதலாக ஐ.சி.யில் வந்தது. செல்போன் முதல் பல சாதனங்கள் சிறிய பேட்டரியிலேயே அதிக நேரம் வேலை செய்ய இந்த “ரசாயன இயந்திர சமன் படுத்தல்” தொழில் நுட்பம் முக்கிய பங்கு ஆற்றுகிறது.

சுருக்கம்/summary: ஐ.சி. தயாரிப்பில், ஒரு பொருளை படிய வைக்கும் போது, எல்லா இடங்களிலும், தேவைக்கு அதிகமாகவே படிய வைக்கப்படும். உபரிப்பொருளை நீக்க, மூன்று வழிகள் இருக்கின்றன. ஈர நிலை அரித்தலில், திரவங்களில் வேஃபரை வைப்பதன் மூலம் பொருளை நீக்கலாம். ஆனால் இம்முறையில் எல்லாத்திசைகளிலும் பொருளை அரிப்பதால், இது சில இடங்களில் மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலர் நிலை அரித்தலில் பொருள்களை வாயுக்களைக் கொண்டு, பிளாஸ்மா நிலையில் அரிக்கலாம். இம்முறையில், ஒரு திசையில் மட்டும் அரிக்க முடியும். அதிகமாக இருக்கும் தாமிரத்தை நீக்க ரசாயன இயந்திர சமன்படுத்தல் என்ற சி.எம்.பி. தொழில் நுட்பம் பயன்படுகிறது. இம்முறையில் திரவ நிலையில் இருக்கும் ரசாயனப்பொருள்களுன் சிறிய துகள்களும் கலக்கப்பட்டு, வேஃபர் தேய்க்கப்படுகிறது. இது உபரிப்பொருளை நீக்குவதுடன் வேஃபரை சமச்சீராக்கவும் உதவுகிறது.

இந்த பதிவுகளில் படிய வைக்கும் முறைகளையும், நீக்கும் முறைகளையும் ஓரளவு சுருக்கமாகவே எழுதி இருக்கிறேன். உண்மையில் ஒவ்வொரு முறையிலும் பற்பல தொழில்
நுட்ப நுணுக்கங்கள் பயன்பாட்டில் உள்ளன.

http://fuelcellintamil.blogspot.com/2008/03/removal-techniques-4-4-cmp.html