Because wet-type and dry-type mecha

Because wet-type and dry-type mechanochemical polishing are dependent on the chemical properties of workpieces, they can only be applied to a limited range of materials. However, this polishing method can process almost all kinds of materials to a strain-free, mirror-like surface. The final result depends, however, on the hardness of workpieces, which sometimes causes degradation of processing efficiency. Other polishing methods include Si wafer processing, which combines the polishing mechanism of wet-type mechanochemical polishing with the present polishing mechanism. This polishing method will be discussed later in this chapter.
5.
Noncontact Polishing. This method corresponds to the micro-minimized processing reaction of mechanical polishing to the order of 1/10–1/100. The particles of approximately 100 Å diameter act on the surface atoms of workpieces thereby removing several to several tens of atoms. This representative example is based on what was proposed as elastic emission machining (EEM) [38] as seen in Figure 6.28 and is applied to noncontact processing such as float polishing [39].

Figure 6.28.
A processing principle of elastic emission machining (EEM)
Figure options
When the processing unit diminishes to the atomic or molecular order, particle surface atoms join with the workpiece surface atoms without inducing plastic behavior, followed by destruction of the joints. The polishing progresses this way. Consequently, almost no mechanical damage is left after the atoms are removed. In mechanical and mechanochemical polishing methods, abrasives retained by a polisher, in some cases, in a solution, act upon workpieces. On the other hand, EEM and EEM-applied noncontacting polishings by the collision of abrasives with workpieces accomplish high-quality and high-precision polishing.
In general, processing efficiency, processing precision, and depth of damaged layers are reciprocally related. For those chemical reactions included in the processing mechanism such as mechanochemical polishing, the higher the processing efficiency, the fewer the damaged layers. However, because the processing surface precision degrades as chemical actions become large, chemical reactivity needs to be controlled in order to obtain better precision.
Figure 6.29 shows the general characteristics chemical compound polishing. With lapping, the efficiency increases approximately in proportion to the diameter of abrasives used; however, such a relation is not greatly noticeable when polishing with particles below 1 μm. For polishing with particles below 0.1 μm, the magnitude of the number of active particles has a large effect on efficiency. In other words, high efficiency can be achieved by increasing the processing pressure with the polisher uniformly working on the surfaces of workpieces. Because transcribing the polisher surface is a basic principle, processing precision is largely dependent on the precision of the polisher or the plate on which workpieces are mounted. However, in the case of processing methods such as EEM, which scans the area to be processed, the efficiency depends primarily upon its scanning accuracy.

Figure 6.29.
General characteristics of chemical compound polishing
Figure options
Table 6.5.
Main Factors for Polishing
Processing mechanism Efficiency Accuracy Quality (low damaged layers)
1. Mechanical polishing particle dia., hardness: large (diamond, alumina, cellium, oxide, etc) pressure, relative speed: high plate shape accuracy, system motion accuracy, particle dia. and distribution, polishier materials opposite to what listed in “efficiency”
2. Wet-type MCP/CMP reagent (chemicals) concentration, particle density: high atmosphere temp.: high plate shape accuracy, system motion accuracy, plate/chemicals temp. control reagent concentration: high atmosphere temp.: high particle density: low soft abrasives/soft polisher
3. Dry type mechano-chemical polishing particle material: reactivity against workpiece (solid-phase reaction), soft abrasives plate shape accuracy, system motion accuracy particle dia: small particle material: reactivity against workpiece, soft abrasives
4. Colloidal Silica Polishing particle density: high gelling speed, high pressure particle/workpiece: correlation, colloid chemical action plate shape accuracy, system motion accuracy particle density: high particle dia./ distribution: small particle/workpiece: correlation, soft particle, colloid chemical action
5. Non-contact Polishing particle dia., kinetic energy: large, number of particles: large correlation particle/workpiece: correlation particle kinetic energy control, system motion accuracy, particle dia. and distribution particle dia, kinetic energy: small, number of particles: large particle/workpiece: correlation
Table options
Wet-Type Mechanochemical Polishing and Chemical Mechanical Polishing
This chapter deals with chemical compound polish, namely mechanochemical polishing (MCP) or chemical mechanical polishing (CMP), that combines mechanical removal action (mechanical polishing) of abrasives with chemical action generated by the processing reagent or abrasives.
Mechanochemical phenomena can be defined as follows:[40], [41] and [42]
1.
The mechanical energy (e.g., mechanical shock, grinding, rolling, tension, application of pressure, plastic deformation) applied to a solid material caused the solid surface to change its physical and chemical properties.
2.
It brings about chemical changes to the gas and liquid materials around a solid material.
3.
It induces or accelerates direct reactions between the ambient gas or liquid and the solid material.
In wet-type mechanochemical polishing (MCP)/chemical mechanical polishing (CMP), sufficient information is available that suggests these phenomena occur depending on the selection of workpiece materials, abrasives, and reagent.
In accordance with the definition of the mechanochemical phenomenon, the final finishing process of workpieces can be advantageously carried out by creating an ambient atmosphere in which chemical reactions occur in the case of conventional polishing. In other words, when viewed micrographically, it is presumed that abrasives mechanically act upon the work surfaces inducing high pressure and high temperature at its contacting areas. This presumption suggests a large chance of producing changes in the physical and chemical properties of the processing surfaces. As a consequence, by placing such substances in a processing atmosphere that initiates chemical reactions, polishing accompanied by mechanochemical phenomenon, namely MCP/CMP is realized.
With regard to chemical reactions, any solid phase reaction, solid-liquid phase reaction, or solid-gas phase reaction is applicable. Dry-type MCP for sapphire with SiO2 fine particles is a typical example of the solid phase reactions. On the other hand, wet-type MCP/CMP for Si single crystals with alkaline reagents, demonstrates solid-liquid phase reactions. This wet-type MCP/CMP has a mitigating effect on some mechanical actions and will prevent the generation of polishing defects, such as scratches, if the appropriate environmental conditions are provided. However, because soft polishers (pads) are generally used to produce high-quality, strain-free, mirror-like surfaces, edge-turndown becomes predominant in comparison with dry-type MCP (see Figure 6.26). Wet-type MCP/CMP is diverted from the Si MCP of copper replacement type [43].
By utilizing replacement reactions between Si and Cu, the chemical reactions are accelerated at the same instant that the Cu ion precipitates on the processing surface, using a mixed solution of NH4F and Cu(NO3)2, and is mechanically removed by a soft polisher (pad). Currently, this method is not applied to the polishing of a final finishing process of Si wafer for LSI due to some problems arising on the residual Cu ion and surface roughness (smoothness), although the processing efficiency is high.
In general, processing efficiency and processing precision/depth of damaged layers are reciprocally related. For polishing processes where chemical reactions are incorporated into the processing mechanisms such as wet-type MCP/CMP, the greater the chemical reactions the greater the processing efficiency with only a few damaged layers. However, the processing surface precision decreases. Therefore, good precision quality has to be achieved by controlling chemical reactions to some degree. Figure 6.29 shows the general characteristics of a wet-type mechanochemical polishing (MCP)/chemical mechanical polishing (CMP).
The following section on wet-type MCP/CMP called mechanochemical polishing or chemical mechanical polishing is based on some crystalline materials as an example.
Mechanochemical Polishing (MCP)/Chemical Mechanical Polishing (CMP) of Silicon Wafer for Semiconductor
Wet-type mechanochemical polishing of Si wafer for LSI has proved effective as a high-efficiency, strain-free, mirror-like polishing and is technically recognized as the best polishing method. When referring to the DRAM of M, G and T bit order for ULSI, because the minimum pattern rule of the circuits becomes half submicrometers, a demand for higher-precision for Si wafer increases. In general, Si wafers are polished using an artificial leather-made polisher and a slurry made from ultrafine SiO2 particles (approximately ϕ100 Å) suspended in an alkaline solution of approximately pH 10. Actually, first, second, third, and even fourth polishings are carried out with a combination of slurry and polisher (pad) selected to the best of each step (see Table 6.6).
Table 6.6.
Polishing Conditions for Bare Silicon Wafers
Processing conditions
Porcess Slurry
(polishing agent, abrasives) Pad
(polisher, polishing pad) Polishing pressure Stock of removal Target
First polishing SiO2 type abrasives (colloidal silica, pH 10–11)

Particle size: 50–100 nm
Polishing agent: Alkaline solution/Amine or KOH base Polyurethane impregnated

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

เนื่องจาก ชนิดแห้ง และ ชนิดเปียก mechanochemical ขัดจะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของเที่ยง พวกเขาเพียงใช้ช่วงจำกัดของวัสดุ อย่างไรก็ตาม วิธีการขัดนี้สามารถประมวลผลเกือบทุกชนิดของวัสดุพื้นผิวต้องใช้ฟรี กระจกเหมือน ผลสุดท้าย อย่างไรก็ตาม ขึ้นอยู่กับความแข็งของเที่ยง ซึ่งบางครั้งทำให้ลดประสิทธิภาพของประสิทธิภาพการประมวลผล วิธีการขัดอื่น ๆ รวมศรีแผ่นเวเฟอร์การประมวลผล ซึ่งรวมกลไกขัดของเปียกชนิด mechanochemical ขัดกับกลไกที่ขัดอยู่ วิธีนี้ขัดจะได้กล่าวถึงในบทนี้5ขัด noncontact วิธีการนี้สอดคล้องกับปฏิกิริยาไมโครด้านการประมวลผลของเครื่องจักรกลขัดคำสั่ง 1/10 – 1/100 อนุภาคของประมาณ 100 Åขนาดกระทำในอะตอมผิวของเที่ยงจึงเอาไปอะตอมหลายสิบหลาย อย่างนี้พนักงานจะขึ้นอยู่กับสิ่งถูกเสนอเป็นมลพิษยืดหยุ่น (EEM) [38] เท่าที่เห็นในรูปที่ 6.28 การตัดเฉือน และใช้ noncontact ในการประมวลผลเช่นลอยขัด [39] รูปที่ 6.28 การ หลักการประมวลผลของมลพิษยืดหยุ่นตัดเฉือน (EEM)ตัวเลือกรูปเมื่อหน่วยประมวลผลค่อย ๆ หายไปในใบสั่งที่อะตอม หรือโมเลกุล อะตอมผิวอนุภาครวมกับเทคโนโลยีพื้นผิวอะตอม โดย inducing พลาสติกลักษณะการทำงาน ตาม ด้วยการทำลายของข้อต่อ ยะขัดวิธีนี้ ดังนั้น เกือบไม่ทำลายเครื่องจักรกลที่เหลือหลังจากที่อะตอมจะถูกเอาออก ในเครื่องจักรกล และวิธีการขัด mechanochemical กัดกร่อนที่สะสม โดยการขัดเงา ในบางกรณี ในโซลูชัน ทำเมื่อเที่ยง บนมืออื่น ๆ EEM และใช้ EEM polishings noncontacting โดยการชนกันของ abrasives กับเที่ยงทำ คุณภาพสูง และความ แม่นยำสูงขัดทั่วไป การประมวลผลอย่างมีประสิทธิภาพ ความแม่นยำในการประมวลผล และความลึกของชั้นเสียหาย reciprocally เกี่ยวข้อง สำหรับปฏิกิริยาเคมีเหล่านั้นรวมอยู่ในระบบประมวลผลเช่นการขัด mechanochemical ประสิทธิภาพการประมวลผลสูง น้อยกว่าชั้นเสียหาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเสื่อมความถูกพื้นผิวการประมวลผลเป็นการดำเนินการทางเคมีเป็นใหญ่ การเกิดปฏิกิริยาเคมีต้องการควบคุมเพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ดีกว่ารูปที่ 6.29 แสดงทั่วไปผสมสารเคมีลักษณะขัด ด้วยการซัดสาด ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นประมาณสัดเส้นผ่าศูนย์กลางของการกัดกร่อนที่ใช้ อย่างไรก็ตาม ความสัมพันธ์ได้อย่างเห็นได้ชัดเมื่อขัด ด้วยอนุภาคด้านล่าง 1 μm ขัดกับอนุภาคด้านล่าง 0.1 μm ขนาดของอนุภาคที่ใช้งานอยู่มีผลขนาดใหญ่ประสิทธิภาพ ในคำอื่น ๆ ประสิทธิภาพสูงสามารถทำได้ โดยการเพิ่มแรงดันการประมวลผลด้วยขัดเงาสม่ำเสมอเมื่อเทียบเคียงการทำงานบนพื้นผิวของเที่ยง เพราะวรรณยุกต์ผิวขัดเงาเป็นหลักการพื้นฐาน ความแม่นยำในการประมวลผลเป็นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการขัดเงาหรือแผ่นที่จะติดเที่ยง อย่างไรก็ตาม ในกรณีของวิธีเช่น EEM ซึ่งสแกนในพื้นที่การประมวลผล การประมวลผลประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับหลักความถูกต้องของการสแกน รูปที่ 6.29 การ ลักษณะทั่วไปของขัดผสมเคมีตัวเลือกรูปตาราง 6.5ปัจจัยหลักสำหรับขัดกลไกประมวลผลคุณภาพประสิทธิภาพความถูกต้อง (ชั้นต่ำเสียหาย)1. เครื่องกลขัด dia. อนุภาค ความแข็ง: ขนาดใหญ่ (เพชร อลูมินา cellium ออกไซด์ ฯลฯ) ความดัน ความเร็วสัมพัทธ์: จานสูงรูปร่างถูกต้อง ความเคลื่อนไหวของระบบ dia. อนุภาค และ กระจาย วัสดุ polishier ตรงข้ามกับที่แสดงใน "ประสิทธิภาพ"2. ชนิดเปียก MCP/CMP รีเอเจนต์ (สารเคมี) ความเข้มข้น ความหนาแน่นของอนุภาค: บรรยากาศสูงคุณสมบัติ: แผ่นสูงรูปร่างความแม่นยำ ความเคลื่อนไหวของระบบ จาน/เคมีภัณฑ์ชั่วคราว ควบคุมความเข้มข้นของรีเอเจนต์: บรรยากาศสูงชั่วคราว: ความหนาแน่นของอนุภาคสูง: ต่ำนุ่มกัดกร่อน/อ่อนขัดเงา3. วัสดุอนุภาคขัด mechano เคมีชนิดแห้ง: เกิดปฏิกิริยากับเทคโนโลยี (เฟสของแข็งปฏิกิริยา), กัดกร่อนอ่อนแผ่นรูปร่างความแม่นยำ ระบบเคลื่อนไหวแม่นยำอนุภาค dia: วัสดุอนุภาคขนาดเล็ก: เกิดปฏิกิริยากับเทคโนโลยี กัดกร่อนอ่อน4. colloidal ขัดซิอนุภาคความหนาแน่น: gelling ความเร็วสูง สูงความดันอนุภาค/เทคโนโลยี: ความสัมพันธ์ ปฏิบัติการเคมีคอลลอยด์จานรูปร่างความแม่นยำ ระบบเคลื่อนไหวแม่นยำอนุภาคความหนาแน่น: อนุภาคสูง dia. / กระจาย: อนุภาคขนาดเล็กเทคโนโลยี: ความสัมพันธ์ อนุภาคนุ่ม ปฏิบัติการเคมีคอลลอยด์5. ไม่ติดต่อขัดอนุภาค dia. พลังงานจลน์: จำนวนอนุภาค: อนุภาคขนาดใหญ่ความสัมพันธ์/เทคโนโลยี: ควบคุมพลังงานจลน์ของอนุภาคความสัมพันธ์ ความเคลื่อนไหวของระบบ อนุภาค dia. และกระจายอนุภาค dia พลังงานจลน์: ขนาดเล็ก จำนวนอนุภาค: อนุภาคขนาดใหญ่เทคโนโลยี: ความสัมพันธ์ตัวเลือกตารางขัด Mechanochemical ชนิดเปียกและขัดเครื่องกลเคมีบทนี้เกี่ยวข้องกับเคมีผสมโปลิ ช mechanochemical ได้แก่ขัด (MCP) เคมีกลขัด (CMP), ที่รวมเอาเครื่องจักรกลการดำเนินการ (ขัดกล) กัดกร่อนเคมีการดำเนินการสร้าง โดยรีเอเจนต์การประมวลผล หรือกัดกร่อนปรากฏการณ์ mechanochemical สามารถกำหนดได้ดังนี้: [40], [41] และ [42]1เครื่องจักรกลพลังงาน (เช่น ช็อกกล บด กลิ้ง ตึงเครียด แอพลิเคชันของความกดดัน แมพพลาสติก) กับวัสดุแข็งเกิดพื้นผิวแข็งการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ และเคมี2มันจะเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสารเคมีแก๊สและวัสดุของเหลวรอบ ๆ วัสดุแข็ง3แท้จริง หรือช่วยเร่งปฏิกิริยาโดยตรงระหว่างสภาวะก๊าซ หรือของเหลว และวัสดุแข็งในเปียกชนิด mechanochemical ขัด (MCP) เคมีกลขัด (CMP), เป็นข้อมูลที่เพียงพอมีที่แนะนำอุบัติการณ์ที่เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับการเลือกวัสดุการขึ้นรูปชิ้นงาน กัดกร่อน และรีเอเจนต์ตามคำนิยามของปรากฏการณ์ mechanochemical สุดท้ายเสร็จสิ้นกระบวนการเที่ยงสามารถเชิญทำ โดยการสร้างบรรยากาศแวดล้อมปฏิกิริยาเคมีเกิดขึ้นในกรณีทั่วไปขัด ในคำอื่น ๆ เมื่อดู micrographically มันคือ presumed ว่า กัดกร่อนกลไกทำงานกับพื้นผิวงาน inducing ความดันสูงและอุณหภูมิสูงในพื้นที่กำลังติดต่อ ข้อสันนิษฐานนี้แนะนำโอกาสของการผลิตเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพ และทางเคมีของพื้นผิวการประมวลผลขนาดใหญ่ ผล ด้วยสารดังกล่าวในบรรยากาศประมวลผลที่เริ่มปฏิกิริยาเคมี ขัดหลัง ๆ โดยปรากฏการณ์ mechanochemical ได้แก่ MCP/CMP จะรับรู้ตามปฏิกิริยาเคมี ปฏิกิริยาของแข็งเฟส เฟสของแข็งของเหลวปฏิกิริยา หรือใด ๆ เฟสของแข็งก๊าซปฏิกิริยาได้ใช้ MCP ชนิดแห้งสำหรับแซฟไฟร์ด้วย SiO2 ละอองเป็นตัวอย่างทั่วไปของปฏิกิริยาเฟสของแข็ง บนมืออื่น ๆ ศรีผลึกเดียวกับ reagents ด่าง MCP ชนิด เปียก/CMP แสดงให้เห็นปฏิกิริยาของเฟสของแข็ง-ของเหลว MCP/CMP เปียกชนิดนี้มีผลต่อการกระทำกลการ mitigating และจะป้องกันการสร้างขัด ข้อบกพร่องเช่นรอยขีดข่วน ถ้ามีสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม อย่างไรก็ตาม เนื่องจาก polishers อ่อน (แผ่น) โดยทั่วไปใช้ในการผลิต คุณภาพสูง ฟรีต้องใช้ เช่นกระจกพื้นผิว เปิดขอบเตียงกลายเป็นกันเมื่อเปรียบเทียบกับ MCP ชนิดแห้ง (ดูรูปที่ 6.26) ชนิดเปียก MCP/CMP ถูกเบี่ยงเบนจาก MCP ศรีชนิดทองแดงแทน [43]โดยใช้ปฏิกิริยาการแทนที่ระหว่าง Si และ Cu ปฏิกิริยาเคมีที่เร่งที่เหมือนกันทันทีว่า ไอออน Cu precipitates บนพื้นผิวการประมวลผล ใช้การแก้ไขปัญหาผสม NH4F และ Cu (NO3) 2 และจะถูกเอาออก โดยการขัดเงานุ่ม (แผ่น) กลไกการ วิธีการนี้จะไม่ใช้กับการขัดของกระบวนการสิ้นสุดท้ายของแผ่นเวเฟอร์ซิ LSI เนื่องจากปัญหาที่เกิดจากไอออน Cu ที่เหลือและความหยาบผิว (ราบรื่น), แม้ว่าประสิทธิภาพการประมวลผลสูงทั่วไป ประสิทธิภาพการประมวลผล และการประมวลผลความแม่นยำ/ความลึกของชั้นเสียหาย reciprocally เกี่ยวข้อง สำหรับขัดที่ปฏิกิริยาเคมีมีกระบวนการรวมเข้าไปในกลไกประมวลผลเช่นยิ่ง MCP ชนิด เปียก/CMP ปฏิกิริยาเคมีมากกว่าประสิทธิภาพการประมวลผลเฉพาะบางเสียหายชั้นด้วย อย่างไรก็ตาม ประมวลผลพื้นผิวความแม่นยำลดลง ดังนั้น ความแม่นยำที่ดีมีคุณภาพได้ทำได้ โดยการควบคุมปฏิกิริยาทางเคมีกับ รูปที่ 6.29 แสดงลักษณะทั่วไปของการเปียกชนิด mechanochemical ขัด (MCP) / เครื่องกลเคมีขัด (CMP)ส่วนต่อไปนี้บนชนิดเปียก MCP/CMP เรียก mechanochemical ขัด หรือขัดกลเคมีจะขึ้นอยู่กับวัสดุผลึกบางอย่างเป็นตัวอย่างMechanochemical ขัด (MCP) / เครื่องกลเคมีขัด (CMP) ของสารกึ่งตัวนำชนิดเปียก mechanochemical ขัดของแผ่นเวเฟอร์ซิ LSI ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพเป็นมี ประสิทธิภาพสูง ฟรีต้องใช้ เช่นกระจกขัด และเทคนิคการรับรู้เป็นวิธีการขัดที่ดีที่สุด เมื่ออ้างอิงถึง DRAM ของ M, G และ T บิตเพื่อ ULSI เนื่องจากกฎรูปแบบต่ำสุดของวงจรจะ submicrometers ครึ่ง ความต้องการสูงความแม่นยำสำหรับแผ่นเวเฟอร์ศรีเพิ่ม ทั่วไป รับซีจะขัดเงาโดยใช้การขัดเงาทำหนังเทียมและสารละลายที่ทำจากอนุภาค SiO2 ultrafine (ประมาณ ϕ100 Å) ชั่วคราวในละลายด่างของ pH ประมาณ 10 จริง แรก สอง สาม และแม้กระทั่งสี่ polishings ทำ มีส่วนผสมของสารละลายและขัดเงา (แผ่น) เลือกให้ดีสุดของแต่ละขั้นตอน (ดูตาราง 6.6)ตาราง 6.6ขัดเงื่อนไขรับซิลิคอนเปลือยเงื่อนไขการประมวลผลสารละลาย Porcess(ขัดตัวแทน กัดกร่อน) แผ่น(ขัดเงา ขัดแผ่น) ขัดความดันหุ้นลบเป้าหมายก่อน ขัด SiO2 ชนิดกัดกร่อน (colloidal ซิลิก้า pH 10-11)ขนาดอนุภาค: 50 – 100 นาโนเมตรขัดตัวแทน: โซลูชัน Amine ด่างหรือเกาะยึด Polyurethane impregnated

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เพราะชนิดเปียกและแห้งชนิดขัด mechanochemical จะขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางเคมีของชิ้นงานที่พวกเขาสามารถนำไปใช้ในช่วงที่ จำกัด ของวัสดุ แต่วิธีนี้ขัดสามารถประมวลผลได้เกือบทุกชนิดของวัสดุที่จะสายพันธุ์ฟรีพื้นผิวเหมือนกระจก ผลสุดท้ายขึ้นอยู่ แต่ในความแข็งของชิ้นงานซึ่งบางครั้งทำให้เกิดการสลายตัวของประสิทธิภาพการประมวลผล วิธีการขัดอื่น ๆ รวมถึงการประมวลผลเวเฟอร์ศรีซึ่งรวมกลไกการขัดชนิดเปียก mechanochemical ขัดกับกลไกการขัดปัจจุบัน วิธีการขัดนี้จะกล่าวถึงในบทนี้.
5.
Noncontact ขัด วิธีการนี้สอดคล้องกับปฏิกิริยาการประมวลผลขนาดเล็กลดลงของกลขัดคำสั่งของ 1 / 10-1 / 100 อนุภาคประมาณ 100 พระราชบัญญัติเส้นผ่าศูนย์กลางในอะตอมพื้นผิวของชิ้นงานจึงเอาหลายหลายสิบของอะตอม ตัวอย่างเช่นตัวแทนนี้จะขึ้นอยู่กับสิ่งที่ได้รับการเสนอให้เป็นเครื่องจักรกลการปล่อยยืดหยุ่น (EEM) [38] เท่าที่เห็นในรูปที่ 6.28 และถูกนำไปใช้ในการประมวลผล noncontact เช่นลอยขัด [39]. รูปที่ 6.28. หลักการประมวลผลของเครื่องจักรกลการปล่อยยืดหยุ่น (EEM ) ตัวเลือกรูปเมื่อหน่วยประมวลผลที่จะลดการสั่งซื้ออะตอมหรือโมเลกุลอะตอมผิวอนุภาคเข้าร่วมกับอะตอมพื้นผิวชิ้นงานได้โดยไม่ต้องกระตุ้นให้เกิดพฤติกรรมพลาสติกตามด้วยการทำลายของข้อต่อ ขัดดำเนินวิธีนี้ ดังนั้นเกือบจะไม่มีความเสียหายทางกลที่เหลืออยู่หลังจากที่อะตอมจะถูกลบออก ในวิธีการขัดกลและ mechanochemical กัดกร่อนเก็บรักษาไว้โดยขัดในบางกรณีในการแก้ปัญหาการปฏิบัติตามชิ้นงาน บนมืออื่น ๆ , EEM และ EEM ที่ใช้ noncontacting polishings โดยการปะทะกันของขัดกับชิ้นงานสำเร็จที่มีคุณภาพสูงและขัดความแม่นยำสูง. โดยทั่วไปประสิทธิภาพการประมวลผลที่มีความแม่นยำในการประมวลผลและความลึกของชั้นที่เสียหายมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน สำหรับปฏิกิริยาเคมีเหล่านั้นรวมอยู่ในกลไกการประมวลผลเช่นขัด mechanochemical ที่สูงกว่าประสิทธิภาพการประมวลผลที่น้อยชั้นได้รับความเสียหาย แต่เนื่องจากพื้นผิวที่มีความแม่นยำในการประมวลผลลดการกระทำจะกลายเป็นสารเคมีที่มีขนาดใหญ่การเกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ต้องมีการควบคุมเพื่อให้ได้ความแม่นยำที่ดีกว่า. รูปที่ 6.29 แสดงให้เห็นถึงลักษณะโดยทั่วไปสารเคมีสารขัด ขัดกับประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นโดยประมาณในสัดส่วนที่เส้นผ่าศูนย์กลางของการกัดกร่อนใช้; แต่ความสัมพันธ์ดังกล่าวไม่ได้เป็นที่เห็นได้ชัดอย่างมากเมื่อขัดที่มีอนุภาคต่ำกว่า 1 ไมโครเมตร สำหรับขัดที่มีอนุภาคดังต่อไปนี้ 0.1 ไมโครเมตรขนาดของจำนวนของอนุภาคที่ใช้งานมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพ ในคำอื่น ๆ ที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถทำได้โดยการเพิ่มความดันในการประมวลผลที่มีการขัดกันทำงานบนพื้นผิวของชิ้นงาน เพราะถ่ายทอดขัดผิวเป็นหลักการขั้นพื้นฐานที่มีความแม่นยำในการประมวลผลเป็นส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความแม่นยำของการขัดหรือแผ่นชิ้นงานที่จะติดตั้ง อย่างไรก็ตามในกรณีของวิธีการประมวลผลเช่น EEM ซึ่งจะสแกนพื้นที่ที่จะมีการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับความถูกต้องเมื่อสแกน. รูปที่ 6.29. ลักษณะทั่วไปของการขัดสารเคมีตัวเลือกรูปตารางที่ 6.5. ปัจจัยหลักสำหรับขัดประสิทธิภาพกลไกการประมวลผล ความแม่นยำคุณภาพ (ชั้นความเสียหายต่ำ) 1 วิศวกรรมขัดอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางความแข็ง:. ขนาดใหญ่ (เพชร, อลูมิ cellium ออกไซด์ ฯลฯ ) ความดันความเร็วสัมพัทธ์: ความถูกต้องรูปร่างแผ่นสูงความถูกต้องของการเคลื่อนไหวของระบบอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง และการจัดจำหน่ายวัสดุ Polishier ตรงข้ามกับสิ่งที่ระบุไว้ใน "ประสิทธิภาพ" 2 ชนิดเปียก MCP / สารซีเอ็มพี (สารเคมี) ความเข้มข้นของความหนาแน่นของอนุภาค: บรรยากาศอุณหภูมิสูง .: ความถูกต้องรูปร่างแผ่นสูงความถูกต้องเคลื่อนไหวระบบจาน / สารเคมีอุณหภูมิ ความเข้มข้นของสารควบคุมอุณหภูมิบรรยากาศสูง .: ความหนาแน่นของอนุภาคสูง: ขัดนุ่มต่ำ / ขัดนุ่ม3 ชนิดแห้งขัด mechano เคมีอนุภาควัสดุ: ปฏิกิริยากับชิ้นงาน (ปฏิกิริยาของแข็งเฟส) ขัดนุ่มความถูกต้องรูปร่างแผ่นความถูกต้องของการเคลื่อนไหวระบบอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง: วัสดุอนุภาคขนาดเล็ก: ปฏิกิริยากับชิ้นงาน, การกัดกร่อนอ่อน4 Colloidal ซิลิกาขัดความหนาแน่นของอนุภาคความเร็วสูงก่อเจลอนุภาคแรงดันสูง / ชิ้น: ความสัมพันธ์, การกระทำเคมีคอลลอยด์ความถูกต้องรูปร่างแผ่นความถูกต้องของการเคลื่อนไหวของระบบความหนาแน่นของอนุภาค: เส้นผ่าศูนย์กลางอนุภาคสูง / กระจาย:. ขนาดเล็กอนุภาค / ชิ้น: ความสัมพันธ์อนุภาคนุ่มเคมีคอลลอยด์ การกระทำที่5 แบบไม่สัมผัสขัดอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง, พลังงานจลน์:. ขนาดใหญ่จำนวนของอนุภาค: อนุภาคขนาดใหญ่ความสัมพันธ์ / ชิ้น: ความสัมพันธ์ของอนุภาคควบคุมพลังงานจลน์ความถูกต้องการเคลื่อนไหวของระบบอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง และการกระจายของอนุภาคขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง, พลังงานจลน์: ขนาดเล็กจำนวนของอนุภาค: อนุภาคขนาดใหญ่ / ชิ้น: ความสัมพันธ์ตัวเลือกตารางที่เปียกประเภท Mechanochemical ขัดเคมีและวิศวกรรมขัดข้อเสนอในบทนี้จะขัดกับสารเคมีคือขัด mechanochemical (MCP) หรือสารเคมีขัดกล ( . ซีเอ็มพี) ที่รวมการกระทำกำจัดกล (ขัดกล) ของขัดกับการกระทำที่เกิดจากสารเคมีสารการประมวลผลหรือขัดปรากฏการณ์ Mechanochemical สามารถกำหนดเป็นดังนี้: [40], [41] และ [42] 1. พลังงานกล ( เช่นกระแทก, บด, กลิ้ง, ความตึงเครียด, การประยุกต์ใช้ความดันเสียรูปพลาสติก) นำไปใช้กับวัสดุที่เป็นของแข็งที่เกิดจากพื้นผิวของแข็งที่จะเปลี่ยนคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของมัน. 2. จะนำเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีก๊าซของเหลวและวัสดุรอบ วัสดุที่เป็นของแข็ง. 3. มันก่อให้เกิดหรือเร่งปฏิกิริยาระหว่างก๊าซหรือของเหลวโดยรอบและวัสดุที่เป็นของแข็ง. ในการขัด mechanochemical ชนิดเปียก (MCP) / เคมีขัดกล (CMP) ข้อมูลเพียงพอที่แสดงให้เห็นปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นขึ้นอยู่กับ การเลือกวัสดุชิ้นงานที่กัดกร่อนและสาร. ตามความหมายของปรากฏการณ์ mechanochemical กระบวนการสุดท้ายของการตกแต่งชิ้นงานที่สามารถดำเนินการกอบการโดยการสร้างบรรยากาศโดยรอบที่เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่เกิดขึ้นในกรณีที่มีการขัดธรรมดา ในคำอื่น ๆ เมื่อดู micrographically มันขึ้นอยู่กับสถานการณ์ที่ขัดกลไกปฏิบัติตามพื้นผิวการทำงานที่ทำให้เกิดความดันสูงและอุณหภูมิสูงในพื้นที่ที่ติดต่อ ข้อสันนิษฐานนี้แสดงให้เห็นโอกาสในการผลิตขนาดใหญ่ในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพของพื้นผิวการประมวลผล เป็นผลจากการวางสารดังกล่าวในบรรยากาศการประมวลผลที่เริ่มเกิดปฏิกิริยาทางเคมี, ขัดพร้อมกับปรากฏการณ์ mechanochemical คือ MCP / CMP จะรู้. เกี่ยวกับการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีปฏิกิริยาขั้นตอนใด ๆ ที่เป็นของแข็งของแข็งของเหลวปฏิกิริยาหรือ solid- ปฏิกิริยาก๊าซมีผลบังคับใช้ ชนิดแห้ง MCP สำหรับไพลินที่มีอนุภาคเล็ก SiO2 เป็นตัวอย่างทั่วไปของปฏิกิริยาของแข็ง ในทางตรงกันข้าม, MCP ชนิดเปียก / CMP สำหรับศรีผลึกเดี่ยวกับน้ำยาด่างแสดงให้เห็นถึงปฏิกิริยาของแข็งของเหลว ประเภทนี้เปียก MCP / ซีเอ็มพีมีผลเกี่ยวกับการกระทำบรรเทากลบางอย่างและจะป้องกันการเกิดข้อบกพร่องขัดเช่นรอยขีดข่วนถ้าสภาพแวดล้อมที่เหมาะสมให้ แต่เนื่องจากขัดนุ่ม (แผ่น) โดยทั่วไปจะใช้ในการผลิตที่มีคุณภาพสูงสายพันธุ์ฟรีพื้นผิวกระจกเหมือนขอบเปิดเตียงกลายเป็นที่โดดเด่นในการเปรียบเทียบกับ MCP ชนิดแห้ง (ดูรูปที่ 6.26) MCP ชนิดเปียก / CMP ถูกเบี่ยงเบนไปจากศรี MCP ประเภททดแทนทองแดง [43]. โดยใช้ปฏิกิริยาระหว่างเปลี่ยนศรีและทองแดง, ปฏิกิริยาเคมีที่มีการเร่งตัวขึ้นทันทีเช่นเดียวกับที่ลูกบาศ์กไอออนตกตะกอนบนพื้นผิวการประมวลผลโดยใช้ วิธีการแก้ปัญหาที่หลากหลายของ NH4F และ Cu (NO3) 2 และจะถูกลบออกโดยอัตโนมัติโดยขัดนุ่ม (แผ่น) ปัจจุบันวิธีการนี้ไม่ได้นำไปใช้กับการขัดของกระบวนการสุดท้ายของการตกแต่งเวเฟอร์ศรี LSI เนื่องจากปัญหาบางอย่างที่เกิดขึ้นบนไอออน Cu คงเหลือและพื้นผิวที่ขรุขระ (เรียบ) แม้ว่าประสิทธิภาพการประมวลผลที่สูง. โดยทั่วไปประสิทธิภาพการประมวลผลและ ความแม่นยำในการประมวลผล / ความลึกของชั้นที่เสียหายมีความสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน สำหรับกระบวนการขัดปฏิกิริยาเคมีที่จะรวมอยู่ในกลไกการประมวลผลเช่นชนิดเปียก MCP / ซีเอ็มพีมากขึ้นปฏิกิริยาทางเคมีที่มากขึ้นประสิทธิภาพการประมวลผลที่มีเพียงไม่กี่ชั้นได้รับความเสียหาย แต่พื้นผิวที่มีความแม่นยำในการประมวลผลลดลง ดังนั้นการที่มีคุณภาพมีความแม่นยำที่ดีจะต้องมีการประสบความสำเร็จโดยการควบคุมปฏิกิริยาทางเคมีในระดับหนึ่ง รูปที่ 6.29 แสดงให้เห็นถึงลักษณะทั่วไปของชนิดเปียกขัด mechanochemical (MCP) / เคมีขัดกล (CMP). ส่วนต่อไปนี้ในชนิดเปียก MCP / CMP เรียกว่าขัดหรือสารเคมี mechanochemical ขัดกลจะขึ้นอยู่กับวัสดุผลึกเป็นตัวอย่าง . Mechanochemical ขัด (MCP) / เคมีวิศวกรรมขัด (ซีเอ็มพี) ของซิลิกอนเวเฟอร์สำหรับเซมิคอนดักเตอร์เปียกชนิดขัด mechanochemical ของเวเฟอร์ศรี LSI ได้พิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพเป็นที่มีประสิทธิภาพสูงสายพันธุ์ฟรีขัดเหมือนกระจกและเป็นที่ยอมรับในทางเทคนิคเป็น วิธีการขัดที่ดีที่สุด เมื่อกล่าวถึง DRAM เอ็มจีและสั่งซื้อ T บิตสำหรับ ULSI เพราะการปกครองรูปแบบขั้นต่ำของวงจรจะกลายเป็น submicrometers ครึ่งความต้องการความแม่นยำที่สูงขึ้นสำหรับการเพิ่มขึ้นของเวเฟอร์ศรี โดยทั่วไปเวเฟอร์ศรีขัดโดยใช้ขัดหนังที่ทำเทียมและสารละลายที่ทำจากอนุภาคขนาดเล็ก SiO2 (ประมาณφ100 A) ที่ลอยอยู่ในสารละลายด่างค่า pH ประมาณ 10 อันที่จริงครั้งแรกที่สองสามและสี่แม้ polishings มี ดำเนินการด้วยการรวมกันของสารละลายและขัด (แผ่น) เลือกที่ดีที่สุดของแต่ละขั้นตอน (ดูตารางที่ 6.6). ตารางที่ 6.6. เงื่อนไขสำหรับเปลือยขัดซิลิคอนเวเฟอร์เงื่อนไขการประมวลผลporcess ถนนลาดยาง(ตัวแทนขัดขัด) Pad (ขัด, แผ่นขัด ) ขัดหุ้นดันในการกำจัดเป้าหมายขัดแรกกัดกร่อนประเภท SiO2 (ซิลิกาคอลลอยด์ค่า pH 10-11) ขนาดอนุภาค: 50-100 นาโนเมตรตัวแทนขัดสารละลายอัลคาไลน์ / Amine หรือฐานเกาะชุบยูรีเทน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เพราะชนิดเปียกและ dry-type mechanochemical ขัดจะขึ้นอยู่กับสมบัติทางเคมีของชิ้นงาน , พวกเขาสามารถใช้กับช่วง จำกัด ของวัสดุ อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ขัดสามารถประมวลผลได้เกือบทุกชนิดของวัสดุมีความเครียดฟรี , กระจกเช่นพื้นผิว สุดท้ายก็แล้วแต่ แต่ในความแข็งของชิ้นงาน ,ซึ่งบางครั้งทำให้เกิดการสลายตัวของประสิทธิภาพการประมวลผล อื่น ๆรวมถึงวิธีการผลิตเวเฟอร์ขัดศรี ซึ่งรวมขัดเปียกขัดกลไกชนิด mechanochemical กับกลไกการขัดอยู่ วิธีนี้ขัดจะกล่าวถึงในภายหลังในบทนี้ .
5
ขัด noncontact .วิธีนี้สอดคล้องกับปฏิกิริยาของไมโครลดการประมวลผลกลขัดกับคำสั่งของ 1 / 10 - 1 / 100 อนุภาคประมาณ 100 เส้นผ่าศูนย์กลาง•แสดงบนพื้นผิวของชิ้นงานอะตอมเอางบหลายหมื่นหลายอะตอม ท่านยกตัวอย่างจากสิ่งที่ถูกเสนอเป็น การยืดหยุ่น เครื่องกัด ( eem ) [ 38 ] ตามที่เห็นในรูปที่ 628 และใช้ noncontact การประมวลผล เช่น ขัด [ 39 ] ลอย

รูปที่ 6.28 .
การประมวลผลหลักการยืดหยุ่น เครื่องกัด ( eem )

รูปตัวเลือกเมื่อหน่วยการประมวลผลจีบกับอะตอมหรือโมเลกุลอะตอมที่ผิวอนุภาคเพื่อเข้าร่วมกับชิ้นงานพื้นผิวอะตอมโดยไม่ต้องกระตุ้นพฤติกรรมพลาสติก ตามด้วยการทำลายข้อต่อขัดที่แบบนี้ จึงแทบจะไม่มีความเสียหายทางกลเป็นซ้ายหลังจากที่อะตอมจะถูกลบออก ในเครื่องจักรกล และ mechanochemical วิธีการขัดขัดขัดไว้ด้วย ในบางกรณี ในโซลูชั่น ทำบนชิ้นงาน . บนมืออื่น ๆeem eem ประยุกต์และ noncontacting polishings โดยการชนกันของ abrasives กับชิ้นงานสำเร็จคุณภาพสูงและความแม่นยำสูงขัด
ทั่วไป ประสิทธิภาพ การประมวลผลความแม่นยำของการประมวลผล และความลึกของชั้นเสียหายมีซึ่งกันและกัน ที่เกี่ยวข้อง สำหรับปฏิกิริยาทางเคมีรวมอยู่ในกลไกการประมวลผล เช่น ขัด mechanochemical สูงกว่าการประมวลผลประสิทธิภาพเสียหายน้อยกว่าชั้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากพื้นผิวการประมวลผลที่แม่นยำ การกระทำนี้เป็นปฏิกิริยาทางเคมีเคมีขนาดใหญ่ ต้องการควบคุมเพื่อให้ได้ดีกว่าแน่นอน .
รูป 6.29 แสดงลักษณะทั่วไปสารขัด ด้วยเสียง , เพิ่มประสิทธิภาพประมาณได้สัดส่วนกับขนาดของวัสดุที่ใช้ อย่างไรก็ตามเช่น ความสัมพันธ์ไม่ใช่อย่างมากเห็นได้ชัดเมื่อขัดด้วยอนุภาคด้านล่าง 1 μม. ขัดด้วยอนุภาคต่ำกว่า 0.1 μเมตร ขนาดของจำนวนของอนุภาคงานมีผลกระทบมากต่อประสิทธิภาพ ในคำอื่น ๆที่มีประสิทธิภาพสูงสามารถทำได้โดยการเพิ่มกระบวนการความดันกับขัดโดยทำงานบนพื้นผิวของชิ้นงาน .