1सतह चमकाने की प्रौद्योगिकियों का परिचय

उच्च गुणवत्ता वाले सतह परिष्करण प्राप्त करने के लिए, चमकाने की प्रक्रियाएं यांत्रिक क्रिया और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के संयुक्त प्रभावों के माध्यम से वर्कपीस की सतह से सामग्री को हटा देती हैं।इन प्रक्रियाओं में आम तौर पर नरम चमकाने के उपकरण (जैसे पीच) के साथ बारीक घर्षण कणों का उपयोग किया जाता है।, पॉलीयूरेथेन, और कपड़े), रासायनिक समाधान, विद्युत/चुंबकीय क्षेत्र, या कण बीम सहायक विधियों के रूप में।

इसमें शामिल विभिन्न सामग्री हटाने के तंत्रों के अनुसार, चमकाने की प्रौद्योगिकियों को मुख्य रूप से निम्न में वर्गीकृत किया जा सकता हैः

• मैकेनिकल पॉलिश
• रासायनिक/इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग
• रासायनिक यांत्रिक चमकाने (सीएमपी)
• अन्य उन्नत चमकाने की तकनीकें

(1) मैकेनिकल पॉलिश

यांत्रिक चमकाने से घर्षण कणों और चमकाने वाले पैड के बीच बातचीत के माध्यम से वर्कपीस की सतह से सामग्री की एक छोटी मात्रा को हटा दिया जाता है, जिससे एक चिकनी सतह बनती है।यह वर्तमान में ऑप्टिकल घटकों के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली चमकाने की प्रौद्योगिकियों में से एक है.

पारंपरिक यांत्रिक चमकाने की प्रक्रिया नीचे दिए गए चित्र में दर्शाई गई है।

यांत्रिक चमकाने के दौरान, चमकाने वाले पैड की कठोरता से उत्पन्न सामान्य दबाव के तहत घर्षण कणों को वर्कपीस की सतह पर दबाया जाता है।के रूप में चमकाने पैड काम के टुकड़े के सापेक्ष चलता है, घर्षण कण घर्षण, भाड़ और काटने की क्रियाओं के माध्यम से सतह के साथ बातचीत करते हैं, जिससे कार्य टुकड़े से सामग्री को हटा दिया जाता है।

घर्षण कणों के कारण सतह सामग्री के विरूपण व्यवहार को आम तौर पर तीन चरणों में विभाजित किया जा सकता हैः

• लोचदार विकृति
• प्लास्टिक विरूपण
• भंगुर विकृति

चूंकि यांत्रिक चमकाने में आमतौर पर छोटे घर्षण कणों और अपेक्षाकृत नरम चमकाने के उपकरण का उपयोग किया जाता है,सतह सामग्री आमतौर पर चमकाने की प्रक्रिया के दौरान लोचदार या प्लास्टिक विरूपण से गुजरती है.

माइक्रोस्कोपिक परिप्रेक्ष्य से, घर्षण कणों और वर्कपीस की सतह के बीच यांत्रिक बातचीत का एक मॉडल स्थापित किया गया है, जैसा कि चित्र (a) में दिखाया गया है।

इस मॉडल में, घर्षण कण को गोलाकार माना जाता है और पॉलिशिंग पैड की कठोरताओं द्वारा लागू दबाव के तहत वर्कपीस की सतह में दबाया जाता है।

मैकेनिकल पॉलिशिंग के दौरान सामग्री को हटाने की संभावना मुख्य रूप से घर्षण कणों की गहरी गहराई पर निर्भर करती है।

एक महत्वपूर्ण गड्ढा गहराई है जो लोचदार विकृति से प्लास्टिक विकृति में संक्रमण के अनुरूप हैः

• जब इनडेन्टेशन की गहराई महत्वपूर्ण मूल्य से कम होती है, तो सतह सामग्री केवल लोचदार विकृति से गुजरती है, और कोई सामग्री हटाने का नहीं होता है।
• जब इनडेन्टेशन की गहराई महत्वपूर्ण मूल्य से अधिक हो जाती है, तो प्लास्टिक विरूपण होता है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री को प्रभावी रूप से हटा दिया जाता है।

अलग-अलग घर्षण गहनताएं अलग-अलग सामग्री हटाने के तंत्र का कारण बनती हैं, जो प्रसंस्कृत सतह की अंतिम पहनने की स्थिति को निर्धारित करती हैं।

जैसा कि चित्र (बी) में दिखाया गया हैः

जब घनत्व परमाणु पैमाने (लगभग 5 Å) तक पहुंचता है, तो वर्कपीस की सतह केवल लोचदार विकृति से गुजरती है। कोई परमाणु नहीं हटाया जाता है, और कोई सतह क्षति उत्पन्न नहीं होती है।

जब इनडेन्टेशन की गहराई लगभग 1015 Å तक बढ़ जाती है, तो प्रमुख निकासी तंत्र बन जाता हैरोपाई से हटानाघर्षण कणों के बाहर निकालने के प्रभाव में, सतह के परमाणु जमा हो जाते हैं और परमाणु समूह बनाते हैं, जो धीरे-धीरे घर्षण कणों के आंदोलन के साथ हटा दिए जाते हैं।

हटाए गए परमाणुओं की संख्या इंद्रधनुष की गहराई के अनुपात में बढ़ जाती है।

जब इनडेंटेशन की गहराई लगभग 20 Å तक बढ़ जाती है, तो हटाने का तंत्र बदल जाता हैकाटने से हटाना.

इस चरण में, बड़ी संख्या में सतह परमाणुओं को सीधे घर्षण कणों द्वारा काट दिया जाता है, चिप्स बनाते हैं जो घर्षण आंदोलन के साथ हटा दिए जाते हैं।

इस प्रक्रिया के दौरान, घर्षण कण न केवल सतह के परमाणुओं को धक्का देते हैं और जमा करते हैं, बल्कि खरोंच के चारों ओर भी गंभीर उछाल पैदा करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप सतह की मोटाई बढ़ जाती है।

पारंपरिक यांत्रिक चमकाने के सिद्धांत से पता चलता है कि लोचदार विरूपण के चरण के दौरान सामग्री को हटाया नहीं जाता है।सामग्री हटाने केवल जब घर्षण कणों काटने कार्रवाई के माध्यम से प्लास्टिक विरूपण प्रेरित शुरू होता है.

इसलिए यांत्रिक चमकाने से निश्चित रूप से सतह और भूमिगत क्षति होती है।

यांत्रिक चमकाने की प्रक्रियाओं में, ऑप्टिकल घटकों की सतह/निम्न सतह क्षति प्रक्रिया मापदंडों से दृढ़ता से प्रभावित होती है, जिनमें निम्न शामिल हैंः

• चमकाने का दबाव
• चमकाने वाले उपकरण के यांत्रिक गुण
• घर्षण कणों का आकार
• घर्षण कणों की आकृति

चित्र (a) में यांत्रिक चमकाने के बाद एक BK7 ऑप्टिकल ग्लास सतह दिखाई गई है।

चमकाने की प्रक्रिया में 10 μm Al2O3 घर्षण कणों और एक पिच चमकाने वाले उपकरण का उपयोग किया गया। यांत्रिक घर्षण के कारण महत्वपूर्ण खरोंच दोषों को स्पष्ट रूप से सतह पर देखा जा सकता है।

चित्र (बी) स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी द्वारा देखे गए मैकेनिकल पॉलिशिंग के 30 मिनट के बाद CdZnTe वेफर की सतह और उप-सतह क्षति को दर्शाता है।

चमकाने की प्रक्रिया में 2 ̊5 μm Al2O3 घर्षण कणों का उपयोग एल्यूमीनियम प्लेट चमकाने के उपकरण के साथ किया गया।

सतह पर माइक्रो-स्केल और सब-माइक्रोन स्केल के खरोंच देखे गए थे।प्लास्टिक विरूपण क्षति का संकेत.

(2) रासायनिक पॉलिशिंग और इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग

रासायनिक पॉलिशिंग और इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग केमिकल या इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं का उपयोग वर्कपीस की सतह से सामग्री को भंग करने के लिए करते हैं।

इस प्रक्रिया के दौरान, सतह पर सूक्ष्म रूप से उभरा हुआ भाग छिद्रित क्षेत्रों की तुलना में बेहतर ढंग से भंग हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सतह अधिक चिकनी हो जाती है।

रासायनिक/इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग सॉल्यूशंस की मूल संरचना में आम तौर पर शामिल हैंः

• उत्कीर्णक
• अवरोधक
• पानी

प्रत्येक घटक के कार्य इस प्रकार हैं:

• उत्कीर्णक:रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से सतह सामग्री को भंग करें।
• अवरोधक:अत्यधिक संक्षारण को कम करें और प्रक्रिया नियंत्रण में सुधार करें।
• पानी:द्रव के रूप में कार्य करता है और प्रतिक्रिया उत्पादों के प्रसार को सुविधा प्रदान करता है।

अलग-अलग वर्कपीस सामग्री के लिए, उनके रासायनिक गुणों के अनुसार संबंधित पॉलिशिंग समाधान प्रणालियों का चयन किया जाना चाहिए।

चूंकि ऑप्टिकल सामग्रियों में सामान्य रूप से उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता होती है, इसलिए रासायनिक चमकाने के दौरान अक्सर मजबूत एसिड, मजबूत क्षार या मजबूत ऑक्सीकरण एजेंटों की आवश्यकता होती है।

उदाहरण के लिए, मुख्य रूप से SiO2 से बने ऑप्टिकल घटकों, जैसे कि K9 ग्लास और फ्यूज्ड सिलिका, में आमतौर पर हाइड्रोफ्लोरिक एसिड (HF) को उत्कीर्णक के रूप में उपयोग किया जाता है।

रासायनिक प्रतिक्रिया हैः

$$\mathrm{एस}i{ओ}_2+6HF\to H_2\mathrm{एस}i{F}_6+2H_2ओ$$

रासायनिक पॉलिशिंग में एक सरल प्रक्रिया प्रवाह और अपेक्षाकृत आसान कार्यान्वयन है।

हालांकि, इसमें कई सीमाएं भी हैंः

• कम प्रसंस्करण सटीकता
• खराब नियंत्रण
• सीमित दोहराव
• पर्यावरण प्रदूषण के मुद्दे

इसलिए अति-सटीक ऑप्टिकल घटक निर्माण की आवश्यकताओं को पूरा करना मुश्किल है।

इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग का व्यापक रूप से उपयोग निम्न में किया जाता हैः

• धातु का परिष्करण
• धातुकर्म नमूना तैयार करना
• परिशुद्धता सतह उपचार

विद्युत रासायनिक पॉलिशिंग सतह प्रसंस्करण के लिए धातुओं के एनोडिक विघटन का उपयोग करता है।

यह एक संपर्क रहित, तनाव मुक्त मशीनिंग विधि माना जाता है जिसमें निम्नलिखित लाभ शामिल हैंः

• सामग्री हटाने की उच्च दक्षता
• कोई यांत्रिक क्षति नहीं
• कोई कार्य-कठोर परत नहीं
• कोई अवशिष्ट तनाव उत्पादन नहीं

हालांकि, इसके लिए प्रसंस्कृत सामग्री को अच्छी विद्युत चालकता की आवश्यकता होती है, जिससे यह अधिकांश ऑप्टिकल सामग्रियों के लिए अनुपयुक्त हो जाता है।

रासायनिक और विद्युत रासायनिक चमकाने से विघटन तंत्र के माध्यम से सामग्री हट जाती है।

क्योंकि हटाने की प्रक्रिया यांत्रिक गुणों से स्वतंत्र है जैसे कठोरता, कठोरता और शक्ति,ये विधियाँ सतह की रफता को तेजी से कम कर सकती हैं और उत्कृष्ट चमकाने की गुणवत्ता प्राप्त कर सकती हैं.

इस बीच, चूंकि कोई यांत्रिक घर्षण या काटने की क्रिया नहीं है, इसलिए यांत्रिक चमकाने की प्रणालियों की तुलना में आवश्यक उपकरण आम तौर पर सरल और सस्ता होता है।

हालांकि, रासायनिक/इलेक्ट्रोकेमिकल पॉलिशिंग प्रौद्योगिकियों में भी कई सीमाएं हैंः

1) उच्च विकास लागत

विभिन्न सामग्रियों के बीच रासायनिक गुणों में अंतर के कारण, विभिन्न सामग्रियों के लिए विशेष चमकाने के समाधान विकसित किए जाने चाहिए, जिससे प्रक्रिया मापदंडों के व्यापक प्रयोगात्मक अनुकूलन की आवश्यकता होती है.

2) रासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति को नियंत्रित करना कठिन है

प्रतिक्रिया दर को सटीक रूप से विनियमित करना कठिन है, जिससे आयामी सटीकता और ज्यामितीय सटीकता बनाए रखना चुनौतीपूर्ण हो जाता है।

3) सामग्री की एकरूपता पर बहुत निर्भरता

प्राप्त सतह की गुणवत्ता कार्य टुकड़े की आंतरिक संरचना और शुद्धता से बहुत प्रभावित होती है।

सामग्री के अंदर अशुद्धियों और संरचनात्मक दोषों से अंतिम सतह की गुणवत्ता में काफी कमी आ सकती है।

(3) रासायनिक यांत्रिक चमकाने (सीएमपी) प्रौद्योगिकी

रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) एक सतह समतलकरण तकनीक है जो संयोजन हैरासायनिक प्रतिक्रियाएं और यांत्रिक घर्षणयह अर्धचालक विनिर्माण, ऑप्टिकल घटक प्रसंस्करण और उन्नत सामग्री निर्माण में व्यापक रूप से लागू किया गया है।

सीएमपी प्रौद्योगिकी का विकास अर्धचालक प्रौद्योगिकी की प्रगति के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है। प्रारंभिक चरणों में, पॉलिशिंग मुख्य रूप से विशुद्ध रूप से यांत्रिक पीसने की विधियों पर निर्भर थी,जैसे कांच और धातुओं की सतह परिष्करणहालांकि, ये पारंपरिक दृष्टिकोण उच्च परिशुद्धता और नैनोस्केल सतह समतलकरण के लिए तेजी से सख्त आवश्यकताओं को पूरा करने में असमर्थ थे।

1950 के दशक में, शोधकर्ताओं ने पाया कि रासायनिक अभिकर्मकों, जैसे कि एसिड और क्षारीय समाधान, सामग्री को हटाने में सहायता कर सकते हैं और यांत्रिक क्षति को कम कर सकते हैं।इस खोज ने सीएमपी प्रौद्योगिकी के विकास की नींव रखी.

1965 में, आईबीएम ने पहली बार सिलिकॉन वेफर पॉलिशिंग के लिए सीएमपी तकनीक पेश की। एकीकृत सर्किट (आईसी) के तेजी से विकास के साथ,पारंपरिक सूखी उत्कीर्णन प्रक्रियाओं और विशुद्ध रूप से यांत्रिक चमकाने के तरीकों प्रभावी रूप से सतह स्थलाकृति भिन्नताओं को खत्म करने में असमर्थ थेनतीजतन, सीएमपी धीरे-धीरे एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया प्रौद्योगिकी बन गई।

हालांकि, प्रारंभिक सीएमपी प्रक्रियाओं को अभी भी कई चुनौतियों का सामना करना पड़ा, जिनमें शामिल हैंः

• पॉलिशिंग स्लरी की खराब स्थिरता
• उपकरण की अपर्याप्त सटीकता
• सामग्री हटाने की दरों को नियंत्रित करने में कठिनाई

1997 में, आईबीएम ने सफलतापूर्वक तांबे के इंटरकनेक्ट पॉलिशिंग प्रक्रियाओं में सीएमपी को पेश किया।

तांबे के सीएमपी के लिए रासायनिक विघटन और यांत्रिक घर्षण के बीच संतुलन के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है ताकि अत्यधिक तांबे के ऑक्सीकरण को दबाया जा सके और समान सामग्री को हटाया जा सके।

अर्धचालक विनिर्माण प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, सीएमपी एकमात्र व्यवहार्य समतलकरण समाधान बन गया है जब अर्धचालक प्रक्रियाएं उप-0.25 माइक्रोन प्रौद्योगिकी नोड में प्रवेश करती हैं।

इसके अतिरिक्त, कम-के डायलेक्ट्रिक सामग्री की शुरूआत के लिए यांत्रिक क्षति को कम करने और संरचनात्मक अखंडता बनाए रखने के लिए कोमल सीएमपी प्रक्रियाओं की आवश्यकता थी।

सीएमपी प्रसंस्करण तंत्र

सीएमपी उच्च गुणवत्ता वाली सतह चमकाने के लिए अपेक्षाकृत नरम घर्षण कणों का उपयोग करता है।

सीएमपी प्रक्रिया के दौरान, काम का टुकड़ा नियंत्रित दबाव के तहत एक पॉलिशिंग पैड के खिलाफ दबाया जाता है और पैड के सापेक्ष चलता है।

नैनोस्केल घर्षण कणों और चमकाने के स्लरी में रासायनिक घटकों के बीच तालमेल के माध्यम से, वर्कपीस की सतह धीरे-धीरे चिकनी हो जाती है,जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है.

सीएमपी प्रणाली में आम तौर पर एक घूर्णी वाहक और एक चमकाने वाली प्लेट होती है।

उनके समन्वित घूर्णन के माध्यम से, वेफर और पॉलिशिंग पैड के बीच एक जटिल सापेक्ष गति प्रक्षेपवक्र उत्पन्न होता है।

एक पेरिस्टलटिक पंप द्वारा लगातार आपूर्ति की जाने वाली स्लरी में दो कार्यात्मक घटक होते हैंः

• घर्षण कण:यांत्रिक चमकाने की क्रिया प्रदान करें।
• ऑक्सीकरण एजेंट:सामग्री की सतह पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं का कारण बनता है।

सीएमपी सामग्री को हटाने के तंत्र में मुख्य रूप से दो अनुक्रमिक चरण शामिल हैंः

चरण 1: सतह ऑक्सीकरण और रासायनिक संशोधन

ऑक्सीकरण एजेंट वर्कपीस की सतह के साथ प्रतिक्रिया करते हैं और रासायनिक रूप से संशोधित या नरम सतह परत उत्पन्न करते हैं।

चरण 2: प्रतिक्रिया की गई परत को यांत्रिक रूप से हटाना

घर्षण कण यांत्रिक क्रिया के द्वारा इस नरम प्रतिक्रिया परत को हटा देते हैं।

इस चक्रवात प्रक्रिया से अंततः अत्यंत कम कठोरता के साथ एक अति चिकनी सतह का उत्पादन होता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सीएमपी में रासायनिक और यांत्रिक प्रभावों के बीच संतुलन अंतिम प्रसंस्करण गुणवत्ता को निर्धारित करने में एक निर्णायक भूमिका निभाता है।

जब यांत्रिक क्रिया प्रबल होती है:

• सतह पर खरोंच हो सकती है।
• अवशिष्ट तनाव एकाग्रता बढ़ सकती है।
• सतह के नीचे क्षति उत्पन्न हो सकती है।

जब रासायनिक क्रिया अत्यधिक हो जाती है:

• सतह क्षरण दोष दिखाई दे सकते हैं।
• स्थानीय उत्कीर्णन हो सकता है।
• सतह का आकार बिगड़ सकता है।

इसलिए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं और यांत्रिक घर्षण के बीच सामंजस्यपूर्ण बातचीत को अनुकूलित करना सीएमपी प्रदर्शन में सुधार के लिए प्रमुख कारक है।

अनुसंधान से पता चला है कि यांत्रिक चमकाने की तीव्रता और रासायनिक प्रतिक्रिया दर में सकारात्मक संबंध है।

यह युग्मन प्रभाव सीधे सामग्री हटाने की दक्षता को प्रभावित करता है।

इसलिए उन्नत सीएमपी प्रक्रियाओं के विकास में स्लरी संरचना का सटीक नियंत्रण प्रमुख तकनीकी चुनौतियों में से एक बन गया है।

उच्च गुणवत्ता वाली पॉलिश सतह प्राप्त करने के लिए, सीएमपी के दौरान रासायनिक और यांत्रिक प्रभावों को उचित संतुलन तक पहुंचना चाहिए।

यदि रासायनिक क्रिया यांत्रिक क्रिया पर हावी होती है:

• संक्षारण गड्ढे
• नारंगी की छिलके जैसी सतह के पैटर्न
• असमान सतह आकृति

हो सकता है।

इसके विपरीत, यदि यांत्रिक क्रिया प्रधान है:

• खरोंच
• दरारें
• सतह के नीचे क्षतिग्रस्त परतें

बनने की संभावना है।

2रासायनिक यांत्रिक चमकाने को प्रभावित करने वाले कारक

सीएमपी प्रसंस्करण के दौरान, प्रक्रिया मापदंडों का निम्न पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता हैः

• पदार्थ निकालने की दर (MRR)
• सतह की उग्रता
• सतह की अखंडता
• प्रसंस्करण की एकरूपता

प्रेस्टन समीकरण के अनुसारः

$$\mathrm{एम}\mathrm{आर}\mathrm{आर}=क\times \mathrm{पी}\times \mathrm{वी}$$

जहांः

• एमआरआरसामग्री हटाने की दर को दर्शाता है।
• कचमकाने की स्थितियों से संबंधित प्रेस्टन गुणांक है।
• पीचमकाने के दबाव का प्रतिनिधित्व करता है।
• वीसापेक्ष चमकाने की गति को दर्शाता है।

चमकाने का दबाव और घूर्णन गति संयुक्त रूप से सामग्री हटाने की दक्षता को निर्धारित करती है।

(1) चमकाने के दबाव का प्रभाव

पॉलिशिंग दबाव सीधे पॉलिशिंग पैड और वेफर सतह के बीच संपर्क तनाव को निर्धारित करता है।

बढ़ते दबाव से आमतौर पर घर्षण कणों और वेफर के बीच संपर्क में सुधार होता है, जिससे एमआरआर बढ़ता है।

हालांकि, अत्यधिक दबाव के परिणामस्वरूप निम्न हो सकते हैंः

• सतह पर सूक्ष्म खरोंच
• वेफर का विरूपण
• स्थानीय अति चमकाने
• डिशिंग दोष

इसलिए, दक्षता और सतह की गुणवत्ता को संतुलित करने के लिए उपयुक्त दबाव सीमा का चयन किया जाना चाहिए।

(2) घूर्णन गति का प्रभाव

पॉलिशिंग पैड और वेफर के बीच सापेक्ष घूर्णन गति पॉलिशिंग स्लरी के हाइड्रोडायनामिक व्यवहार और वितरण को प्रभावित करती है।

एक बड़ी गति अंतर अत्यधिक किनारे को हटाने का कारण बन सकता है, जिसके कारण घटना को जाना जाता हैकिनारा रोल-ऑफ.

घूर्णन गति में वृद्धि से यांत्रिक कतरनी बल बढ़ते हैं, जिससे सामग्री हटाने की दक्षता में सुधार हो सकता है।

हालांकि, अत्यधिक उच्च गति से स्थानीय तापमान में वृद्धि हो सकती है (आमतौर पर 10 डिग्री सेल्सियस से अधिक), जिसके परिणामस्वरूप स्लरी की रासायनिक गतिविधि में परिवर्तन होता है और चमकाने की स्थिरता प्रभावित होती है।

(3) स्लरी प्रवाह दर का प्रभाव

स्लरी प्रवाह दर दोनों को प्रभावित करती हैः

• स्लरी और वेफर की सतह के बीच रासायनिक प्रतिक्रियाएं
• ऑक्सीकृत प्रतिक्रिया परत को यांत्रिक रूप से हटाना।

इसके अतिरिक्त, संवहन के माध्यम से, स्लरी एक शीतलक के रूप में कार्य करती है और पॉलिशिंग पैड और वेफर के बीच इंटरफ़ेस पर उत्पन्न गर्मी को फैलाने में मदद करती है।

इसलिए, स्लरी प्रवाह दर को अनुकूलित करने से चमकाने की दक्षता और सतह की गुणवत्ता में सुधार होता है।

प्रक्रिया मापदंडों का उचित समायोजन, जिसमें निम्नलिखित शामिल हैंः

• दबाव
• घूर्णन गति
• स्लरी प्रवाह दर

उच्च प्रदर्शन वाली सीएमपी प्रक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए आवश्यक है।

अनुसंधान से पता चला है कि उचित दबाव सीमा के भीतर, एमआरआर लागू दबाव के लगभग आनुपातिक रूप से बढ़ता है।

कम दबाव और कम स्लरी प्रवाह दर परः

• अपर्याप्त ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं।
• सामग्री हटाने की दक्षता कम हो जाती है।

दबाव या स्लरी प्रवाह दर में वृद्धि सेः

• पॉलिशिंग पैड का तापमान कम करें।
• ऑक्सीकरण क्षमता में सुधार।
• यांत्रिक हटाने की दक्षता में वृद्धि।

नतीजतन, एमआरआर बढ़ जाता है।

हालांकि, अत्यधिक दबाव या स्लरी प्रवाह दर यांत्रिक घर्षण का कारण बन सकती है।

यद्यपि एमआरआर में वृद्धि जारी रह सकती है, सतह की रगड़ता भी बढ़ सकती है और खरोंच दोष दिखाई दे सकते हैं।

इसलिए अधिकतम चमकाने की दक्षता प्राप्त करने के लिए ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं और यांत्रिक हटाने के बीच गतिशील संतुलन स्थापित करना आवश्यक है।

(क) पॉलिशिंग स्लरी की संरचना

यद्यपि सीएमपी के लिए प्रक्रिया मापदंडों का सटीक नियंत्रण आवश्यक है जैसे कि:

• चमकाने का दबाव
• घूर्णन गति
• स्लरी प्रवाह दर

पॉलिशिंग स्लरी सीएमपी के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाला सबसे महत्वपूर्ण कारक बना हुआ है।

सीएमपी स्लरी के प्रमुख घटकों में शामिल हैंः

• घर्षण कण
• ऑक्सीकरण एजेंट
• पीएच नियामक

ये घटक महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैंः

• पदार्थ निकालने की दर (MRR)
• सतह की उग्रता
• सतह दोष का गठन

(ख) ऑक्सीकरण एजेंट

ऑक्सीकरण एजेंट सामग्री की सतह पर ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं को बढ़ावा देकर सीएमपी में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

इन प्रतिक्रियाओं से अपेक्षाकृत नरम ऑक्साइड परत उत्पन्न होती है, जिसे फिर यांत्रिक घर्षण द्वारा आसानी से हटाया जा सकता है।

ऑक्सीकरण प्रक्रिया प्रभावी रूप से सामग्री को हटाने के लिए आवश्यक यांत्रिक बल को कम करती है और सतह क्षति को कम करने में मदद करती है।

(ग) पीएच मूल्य

पॉलिशिंग स्लरी का पीएच मूल्य सीधे प्रभावित करता हैः

• चमकाने की दर
• सतह की गुणवत्ता
• सामग्री हटाने का तंत्र

स्लरी की अम्लता या क्षारीयता को समायोजित करके स्लरी और सामग्री की सतह के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया दर को नियंत्रित किया जा सकता है।

एक अनुकूलित पीएच मूल्य रासायनिक संशोधन और यांत्रिक निष्कासन के बीच संतुलन प्राप्त करने में मदद करता है।

(घ) सतही पदार्थ

सर्फेक्टेंट्स सीएमपी स्लरी में स्टेबलाइजिंग एजेंट के रूप में कार्य करते हैं।

इनके मुख्य कार्यों में निम्नलिखित शामिल हैंः

1. स्लरी की स्थिरता बनाए रखना

सतही पदार्थों से:

• घर्षण कणों का संचय
• घटक पृथक्करण
• तलछट

इस प्रकार स्लरी की एकरूपता को बनाए रखा जाता है।

2मलबा फैलाने में सुधार

सरफेक्टेंट्स स्लरी सतह तनाव को कम करते हैं, जिससे हाइड्रोफोबिक वेफर सतहों पर बेहतर फैलने की अनुमति मिलती है।

इससे निम्नलिखित के बीच संपर्क बढ़ता हैः

• घर्षण कण
• रासायनिक घटक
• सामग्री की सतह

जिससे चमकाने की एकरूपता और दक्षता में सुधार होता है।

3सतह क्षति को कम करना

सरफेक्टेंट सतह प्रतिक्रिया दरों को विनियमित कर सकते हैं या सतह पर सुरक्षात्मक फिल्म बना सकते हैं।

यह यांत्रिक घर्षण और रासायनिक संक्षारण को संतुलित करने में मदद करता है, इसमें सुधार होता हैः

• सामग्री हटाने की दक्षता
• सतह की चिकनाई
• सतह के नीचे क्षति प्रतिरोध