Siliziumkarbid (SiC) ist ein inertes Material und stellt beim pr\u00e4zisen Polieren zahlreiche Herausforderungen dar.<\/p>\n
Das chemisch-mechanische Polieren (CMP) ist ein g\u00e4ngiges Verfahren, um eine Ebenheit unter der Oberfl\u00e4che und besch\u00e4digungsfreie Oberfl\u00e4chen auf atomarer Ebene zu erzielen; allerdings bleibt die Materialabtragsrate (MRR) aufgrund von mechanischem Verschlei\u00df und Oxidationsreaktionen, die w\u00e4hrend des CMP-Prozesses auftreten, relativ gering.<\/p>\n
Das chemisch-mechanische Polieren (CMP) ist das vorherrschende Verfahren zur Planarisierung von Materialschichten bei der Herstellung integrierter Schaltkreise. Beim CMP werden nanoskalige Schleifpartikel, die in sauren oder basischen L\u00f6sungen als Teil der Schleifpasten suspendiert sind, eingesetzt, um Material mechanisch von der Waferoberfl\u00e4che abzutragen und es schlie\u00dflich durch mechanischen Abrieb so aufzuweichen, dass es entfernt werden kann; daher auch die Bezeichnung \u201cmechanochemisches Polieren (MCP)\u201d.\u201d<\/p>\n
CMP-Schl\u00e4mme k\u00f6nnen eine Vielzahl von Bestandteilen enthalten, die sich hinsichtlich Zusammensetzung, Oberfl\u00e4chenchemie, Temperatur, pH-Wert, Additiven und Konzentrationen unterscheiden. Die Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung spielt eine wesentliche Rolle bei der Bestimmung von Prozesskennzahlen wie der Abtragsrate und der Wafer-Fehlerrate; die Partikelcharakterisierung mittels quantitativer konfokaler Mikroskopie-D kann Forschern einen genauen und umfassenden Einblick in diese Wechselwirkungen zwischen Partikeln, Substrat und Slurry geben.<\/p>\n
Dieser Artikel stellt eine Methode zur Messung der Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung in CMP-Schl\u00e4mmen mittels QCM-D vor \u2013 ein wesentlicher Schritt zur Verbesserung der CMP-Schl\u00e4mmeigenschaften und zur Senkung des Gesamtverbrauchs bei jedem beliebigen Prozess. Dar\u00fcber hinaus erfordert \u00f6kologische Nachhaltigkeit eine Minimierung des Schleifmittelverbrauchs durch k\u00fcrzere Polierzeiten bei optimalen Durchflussraten; dies erm\u00f6glicht eine deutliche Senkung des Gesamtverbrauchs, ohne die Wafer-Fehlerraten oder die MRR-Anforderungen zu beeintr\u00e4chtigen.<\/p>\n
ECMP ist eine neue Planarisierungstechnologie f\u00fcr Kupfer mit geringem Unterdruck. Dieser Prozess kombiniert chemisch gesteuerte Oberfl\u00e4chenabtragung mit mechanischem Polieren, um eine gleichm\u00e4\u00dfige Wafer-Ebenheit ohne den Einsatz von Schleifpartikeln zu erzielen. Er bietet eine Alternative zu CMP f\u00fcr Low-k-Kupferverbindungen, die eine bessere Gleichm\u00e4\u00dfigkeit innerhalb des Wafers gew\u00e4hrleistet und gleichzeitig Probleme wie Partikelkoagulation, Slurry-Handhabung und Abfallentsorgung verringert.<\/p>\n
Beim ECMP wird ein elektrisches Potential an das Polierpad angelegt, um chemische Reaktionen zu verst\u00e4rken, wodurch die Materialabtragsrate (MRR) erh\u00f6ht und Wafer effektiver planarisiert werden als beim CMP. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht dieses Verfahren geringere Polierdr\u00fccke, was wiederum zu einer Senkung der Energiekosten und einer Verringerung der mit diesem Verfahren verbundenen Umweltbelastungen f\u00fchrt.<\/p>\n
Die vorliegende Erfindung betrifft Polierpads und andere Formteile, die beim elektrochemisch-mechanischen Polieren (ECMP) verwendet werden und sich durch stabile physikalische und elektrische Eigenschaften sowie eine erh\u00f6hte Haltbarkeit und Lebensdauer auszeichnen. Genauer gesagt bestehen die Polierpads aus Schichten, die aus einer elektrisch leitf\u00e4higen Verbindung gebildet sind, welche aus einer Mischung aus einer Polymerkomponente und einer F\u00fcllstoffkomponente besteht, um eine elektrisch leitf\u00e4hige Verbindung zu bilden.<\/p>\n
In dieser Arbeit werden tribologische und elektrochemische Verfahren eingesetzt, um das Korrosions- und Erosionsverhalten einer abrasivfreien, leitf\u00e4higen Poliersuspension w\u00e4hrend des Ta-ECMP sowie deren anschlie\u00dfende Auswirkungen auf die Oberfl\u00e4chenmorphologie und die Verteilung der Cu-2p-Orbitalelemente zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine solche Poliersuspension zwar effektiv bei der Entfernung von Ta von Substratoberfl\u00e4chen ist, jedoch die Bildung von Vertiefungen und Rissen in MPE-Pads nicht vollst\u00e4ndig verhindern kann, wie auf den SEM-Bildern zu sehen ist.<\/p>\n
Bei diesem Verfahren wird die Oberfl\u00e4che eines Wafers zur Planarisierung mit mechanischen Schleifmitteln und Chemikalien poliert, wodurch sehr glatte Oberfl\u00e4chen entstehen, die den hohen Anforderungen an die Pr\u00e4zisionsplanarisierung gen\u00fcgen \u2013 ein Verfahren, das h\u00e4ufig f\u00fcr kritische Prozesse wie die Shallow-Trench-Isolation (STI) oder Metallverbindungen eingesetzt wird.<\/p>\n
CMP ist ein komplexer Prozess, bei dem chemische und mechanische Verfahren kombiniert werden m\u00fcssen, um eine optimale Planarisierung der Wafer zu gew\u00e4hrleisten. W\u00e4hrend chemische Komponenten die Materialien aufweichen, die auf chemischem Wege entfernt werden m\u00fcssen, entfernen mechanische Schleifmittel diese durch physikalische Reibung. CMP wird in der Halbleiterindustrie seit langem eingesetzt, um Silizium und andere Halbleitermaterialien zu planarisieren und so eine h\u00f6here Ebenheit und Gl\u00e4tte der fertigen Wafer zu erzielen.<\/p>\n
Bei SiC ist ein sorgf\u00e4ltiges Gleichgewicht zwischen chemischen und mechanischen Abtragungsprozessen erforderlich; ein zu geringer mechanischer Abtrag verhindert die rechtzeitige Entfernung einer Oxidschicht auf der Oberfl\u00e4che, wodurch sich die MRR beim CMP verringert; ein zu starker mechanischer Abtrag hingegen f\u00fchrt zu Kratzern auf der Waferoberfl\u00e4che und mindert somit die MRR.<\/p>\n
Forscher haben verschiedene Ans\u00e4tze zur Effizienzsteigerung bei der CMP entwickelt, die sich als erfolgreich erwiesen haben, darunter Fenton-\u00e4hnliche Reaktionen, Kern-Schale-Schleifpartikel, FAP und PCMP. Jede dieser Techniken zielt darauf ab, die Partikelleistung in verschiedenen CMP-Prozessen zu verbessern \u2013 und ihre Wirksamkeit wurde in Laborversuchen best\u00e4tigt.<\/p>\n
Das Elektropolieren ist ein elektrochemischer Prozess, bei dem Oberfl\u00e4chenunregelm\u00e4\u00dfigkeiten an Metallwerkst\u00fccken entfernt werden, um ihnen ein makelloses, poliertes Aussehen zu verleihen. Das Elektropolieren wird h\u00e4ufig in Branchen wie der Medizintechnik und der Luft- und Raumfahrt eingesetzt, um Metallkomponenten zu veredeln, ihre Gl\u00e4tte zu verbessern und gleichzeitig die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit zu erh\u00f6hen.<\/p>\n
Bei Polierverfahren wird eine Elektrolytl\u00f6sung als Elektrolyt verwendet, wodurch Metallionen in positive und negative Ladungen aufgespalten werden, die sich auf die Elektroden zubewegen. Das Werkst\u00fcck wird als Anode an den Pluspol der Stromquelle angeschlossen, w\u00e4hrend die Gegenelektrode als Kathode an den Minuspol angeschlossen wird. Wenn elektrischer Strom durch das Werkst\u00fcck flie\u00dft, zerf\u00e4llt die Elektrolytl\u00f6sung in ihre Ionenbestandteile und erzeugt so einen aktiven Bereich auf dem Werkst\u00fcck, der chemische Reaktionen zwischen Anode und Kathode anregt, um unerw\u00fcnschte Oberfl\u00e4chenmaterialien von den Bauteiloberfl\u00e4chen zu entfernen.<\/p>\n
Elektrolytische Passivierungsschichten erzeugen eine elektrolytische Passivierungsschicht mit hervorragendem Korrosionsschutz und verleihen den Oberfl\u00e4chen ein gl\u00e4nzendes, spiegelartiges Aussehen, was sie ideal f\u00fcr medizinische Ger\u00e4te oder Bauteile macht, die strengen Qualit\u00e4tsstandards unterliegen.<\/p>\n
Die ECEP-Elektrolyte variieren je nach Art des zu polierenden Metalls und der gew\u00fcnschten Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit. In den meisten F\u00e4llen muss eine S\u00e4uremischung aus Phosphor- und Schwefels\u00e4ure unter Einhaltung der Sicherheitsvorschriften und mit gro\u00dfer Sorgfalt gehandhabt werden, um Atemwegsbeschwerden zu vermeiden; alternativ entscheiden sich manche Unternehmen f\u00fcr sicherere Elektrolytl\u00f6sungen wie Ethylenglykol oder Cholinchlorid.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide SiC is an inert material and presents many challenges when it comes to polishing it precisely. Chemical mechanical polishing (CMP) is a popular means to achieve subsurface flatness and damage-free surfaces on an atomic scale, but the material removal rate (MRR) remains relatively low due to mechanical wear-and-oxidation reactions occurring during CMP processing.… Weiterlesen »Verschiedene Arten des SiC-Polierens<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-114","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/114","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=114"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/114\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":115,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/114\/revisions\/115"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=114"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=114"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=114"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}