Page 45 - bilgem-teknoloji-dergisi-11

Yarı İletken Teknolojileri BILGEM
TEKNOLOJI

odaklanma problemini ortaya çıkarmaktadır. Dev-
renin kalite kavramını, CMP düzleme/aşındırma CMP, yüzey topografisinin
performansı belirlemektedir. düzlenmesinde ve metal,

Başlangıçta CMP teknolojisi, mikro-fabrikasyon- dielektrik, polisilisyum gibi belirli
da sadece yüzeyin basit bir şekilde düzlenmesi bir katmanın yüzeyden
için kullanılıyordu. Ancak transistörlerin boyutla- uzaklaştırılmasında kullanılan
rının küçülmesiyle daha fazla ara katmana ihtiyaç
duyulmuş, böylece çok seviyeli yapılara olanak fiziko-kimyasal bir işlemdir.
sağlayan bir teknoloji haline gelmiştir. CMP tek-
nolojisinin; tedir. Cihaz, üzerine aşındırma pedlerin monte
Çoklu metal düzleme edildiği 2 döner tablası, taşıyıcı başlık ve ped şart-
Topografi iyileştirme landırma diskinden oluşmaktadır. Pul yüzeyine,
IC üretim verimini artırma spesifik bir kimyasal malzeme olan süspansiyon
Hataları minimuma indirme ve poliüretan esaslı mikro gözenekli aşındırma
Fotolitografi performansını yükseltme pedi tarafından etki edilir.
Diğer işlemlerden kaynaklanan verim
sınırlayıcı kusurları azaltma Süspansiyon, genellikle hidrotermal seryumoksit
Zararlı gaz kullanmama ve amorf silika esaslı, aşındırılacak yüzeye oldukça
gibi avantajları, bu teknolojiyi güvenilir, istikrarlı seçici, mikron altı aşındırıcı parçacıklar ve kimyasal
ve uygun maliyetli üretim odaklı yarı iletken pazarı malzemeler içeren sulu bir karışımdır ve pedin yü-
haline getirmiştir. Endüstride kullanımının yay- zeyinde merkeze yakın bir noktaya peristaltik pom-
gınlaşması ile yükselişe geçen CMP, günümüzde palar yardımıyla kontrollü bir miktarda gönderilir.
dünya çapındaki fabrikalarda tümdevre (IC) üre- Merkezkaç kuvveti sayesinde, pula doğru hareket
timinde temel bir süreç olarak kabul edilmektedir. eder ve ardından atılmak üzere pedin kenarından
dışarı çıkar. Pulu pedin içine bastırmak için bir kuv-
CMP, yüzey topografisinin düzlenmesinde ve me- vet uygulanır ve taşıyıcı başlık ve ped relatif bir hız
tal, dielektrik, polisilisyum gibi belirli bir katma- oluşturmak için harekete sahip olur. Hareket ve
nın yüzeyden uzaklaştırılmasında kullanılan fizi- kuvvet, pul yüzeyi boyunca devam ederken, aşındı-
ko-kimyasal bir işlemdir. Yani kimyasal ve fiziksel rıcı maddeyi tabana doğru iterek ped porlarının da
etkilerin bir kombinasyonu ile yüzeyden uzaklaş- yardımıyla aşındırma gerçekleşir.
tırılmak istenen malzeme pul yüzeyinden aşındı- CMP proseslerinde son aşındırma aşaması ta-
rılmaktadır. Spesifik aşındırma kimyasalı olarak
Kimyasal Mekanik Düzleme kullanılan süspansiyon (slurry) ile aşındırılacak mamlandıktan sonra pul, CMP sonrası temizlik ci-
yüzey arasında kimyasal çözünme gerçekleştiril-
hazındaki süreçlere dâhil olur. CMP sonrası ortaya
mekte, aşındırma pedinin relatif hızı ve pul taşıyıcı
çıkan partiküllerin uzaklaştırılmasına büyük özen
/Aşındırma (CMP) başlığın pula yaptığı basınç, fiziksel etkiyi oluş- gösterilir. Temizlik sistemlerinin ortak unsurları,
turmakta ve yüzeyden alınmak istenen katmanın
pulun polivinil alkol (PVA) malzemeden yapılmış
mekanik olarak uzaklaştırılması sağlanmaktadır.
fırçalarla çift taraflı fırçalanması için fırça kutu-
ları barındırmasıdır. Pulun durulama ve ardından
CMP Mekanizmaları ve Süreçleri kurutma için yüksek devirlerde döndürüldüğü bir
Dr. Dilek Alımlı - Araştırmacı / BİLGEM UEKAE Aşındırma, mekanizmalarına biraz daha yakından döndürme kutusu da başka bir yaygın unsurdur.
bakmak gerekirse, hidroksil iyonları (OH-), oksit
Endüstride imyasal Mekanik Aşındırma/ 14 katmana kadar), birçok alanda CMP'de silisyumdioksite (SiO ) saldırarak yüzey
2
Düzleme (CMP); kimyasal ve
kullanımının Kmekanik kuvvetler kullanılarak kullanılan süreçlerdendir. yumuşamasına ve kimyasal çözünmeye neden
olur. Sonuçta reaksiyona girmiş yüzey tabakası,
yaygınlaşması ile yüzeylerin topografisinin düzleme/ Optik lens aşındırma yöntemlerin- uygulanan basınç ve aşındırma pedinin relatif hızı
yükselişe geçen aşındırma yoluyla kontrol altında tu- den uyarlanarak (teleskop aynaları- ile mekanik olarak yüzeyden uzaklaştırılır. Metal
tulduğu, alternatifi olmayan en nadir
CMP proseslerinde ise, süspansiyon metal yü-
nın aşındırılması) 1983’te IBM Base
CMP, günümüzde süreçlerden birisidir. Süreç mimari- Technology Laboratory’de geliştiri- zey ile temas eder ve oluşan oksidanlar metalin
dünya çapındaki sini oluşturmak ve kimyasal olarak len CMP, mikro elektronik cihazlarda çözünmesine ve pasivasyona neden olur (reaksi-
yonlar metal yüzeyde koruyucu tabaka oluşturur).
aşındırması zor olan yeni malzeme-
metal katman sayısını artırabilmek
fabrikalarda leri pul yüzeyinden uzaklaştırmak ve şekillendirilmiş yüzeylere katman Nihayetinde kimyasal oksidasyon mekanizması
tümdevre (IC) için tümdevre (IC) üretiminde etkili bir depolandıktan sonra oluşan topog- gerçekleşir. Mekanik aşındırma mekanizmasında
teknik olan CMP, polisilisyum aşındır-
ise, metal oksit tabakasının süspansiyondaki par-
rafi farkını minimuma indirmek ama-
üretiminde ma, sığ çukur izolasyonu (STI), metal cıyla geliştirilmiştir.(1) Söz konusu iki çacıklardan mekanik aşındırma ile uzaklaştırılma-
temel bir süreç öncesi (ILD) ve metaller arası yalıtım- strateji tümdevre üretim süreçlerinde sı sağlanmaktadır.
olarak kabul da (IMOX) ve özellikle tungsten (W) kullanılmadığında, son derece düzen- YİTAL’de CMP aşındırma/düzleme süreci IPEC
ve bakır (Cu) gibi metallerin çok kat-
siz yapılar elde edilmektedir. Bu da
edilmektedir. manlı kullanımında (bazı durumlarda şekillendirme (fotolitografi) adımında WESTECH 372M CMP cihazında gerçekleşmek- Şekil 1: CMP sürecindeki aktif bileşenler

42 43