১. সারফেস পলিশিং প্রযুক্তির পরিচিতি

উচ্চ-মানের সারফেস ফিনিশ অর্জনের জন্য, পলিশিং প্রক্রিয়াগুলি যান্ত্রিক ক্রিয়া এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ার সম্মিলিত প্রভাবের মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ থেকে উপাদান অপসারণ করে। এই প্রক্রিয়াগুলিতে সাধারণত সূক্ষ্ম ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি নরম পলিশিং সরঞ্জাম (যেমন পিচ, পলিউরেথেন এবং কাপড়), রাসায়নিক দ্রবণ, বৈদ্যুতিক/চৌম্বকীয় ক্ষেত্র বা কণা রশ্মি সহায়ক পদ্ধতি হিসাবে ব্যবহার করা হয়।

জড়িত বিভিন্ন উপাদান অপসারণের পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে, পলিশিং প্রযুক্তিগুলিকে প্রধানত শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:

• যান্ত্রিক পলিশিং
• রাসায়নিক/ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং
• কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP)
• অন্যান্য উন্নত পলিশিং প্রযুক্তি

(১) যান্ত্রিক পলিশিং

যান্ত্রিক পলিশিং ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং একটি পলিশিং প্যাডের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ থেকে অল্প পরিমাণে উপাদান অপসারণ করে, একটি মসৃণ পৃষ্ঠ তৈরি করে। এটি বর্তমানে অপটিক্যাল উপাদানগুলির জন্য সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত পলিশিং প্রযুক্তিগুলির মধ্যে একটি।

প্রচলিত যান্ত্রিক পলিশিং প্রক্রিয়াটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

যান্ত্রিক পলিশিংয়ের সময়, পলিশিং প্যাডের রুক্ষতার কারণে উৎপন্ন স্বাভাবিক চাপের অধীনে ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে চাপানো হয়। ওয়ার্কপিসের সাথে পলিশিং প্যাডের আপেক্ষিক গতির সাথে সাথে, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি ঘর্ষণ, লাঙল এবং কাটার ক্রিয়ার মাধ্যমে পৃষ্ঠের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে, যার ফলে ওয়ার্কপিস থেকে উপাদান অপসারিত হয়।

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা দ্বারা সৃষ্ট পৃষ্ঠের উপাদানের বিকৃতির আচরণকে সাধারণত তিনটি পর্যায়ে ভাগ করা যায়:

• স্থিতিস্থাপক বিকৃতি
• প্লাস্টিক বিকৃতি
• ভঙ্গুর বিকৃতি

যেহেতু যান্ত্রিক পলিশিং সাধারণত ছোট ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং অপেক্ষাকৃত নরম পলিশিং সরঞ্জাম ব্যবহার করে, তাই পলিশিং প্রক্রিয়ার সময় পৃষ্ঠের উপাদান সাধারণত স্থিতিস্থাপক বা প্লাস্টিক বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায়।

একটি আণুবীক্ষণিক দৃষ্টিকোণ থেকে, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের মধ্যে একটি যান্ত্রিক মিথস্ক্রিয়া মডেল প্রতিষ্ঠিত হয়েছে, যেমন চিত্র (ক) তে দেখানো হয়েছে।

এই মডেলে, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাটিকে গোলাকার বলে ধরে নেওয়া হয় এবং পলিশিং প্যাডের রুক্ষতার দ্বারা প্রয়োগকৃত চাপের অধীনে ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠে চাপানো হয়।

যান্ত্রিক পলিশিংয়ের সময়, উপাদান অপসারণ ঘটে কিনা তা মূলত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার ইন্ডেন্টেশন গভীরতার উপর নির্ভর করে।

স্থিতিস্থাপক বিকৃতি থেকে প্লাস্টিক বিকৃতির রূপান্তরের সাথে সম্পর্কিত একটি সমালোচনামূলক ইন্ডেন্টেশন গভীরতা বিদ্যমান:

• যখন ইন্ডেন্টেশন গভীরতা সমালোচনামূলক মানের চেয়ে কম হয়, তখন পৃষ্ঠের উপাদান কেবল স্থিতিস্থাপক বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায় এবং কোনও উপাদান অপসারণ ঘটে না।
• যখন ইন্ডেন্টেশন গভীরতা সমালোচনামূলক মান অতিক্রম করে, তখন প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটে, যার ফলে কার্যকর উপাদান অপসারণ হয়।

বিভিন্ন ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম ইন্ডেন্টেশন গভীরতা বিভিন্ন উপাদান অপসারণের পদ্ধতি তৈরি করে, যা প্রক্রিয়াকৃত পৃষ্ঠের চূড়ান্ত পরিধান অবস্থা নির্ধারণ করে।

চিত্র (খ) তে দেখানো হয়েছে:

যখন ইন্ডেন্টেশন গভীরতা পারমাণবিক স্কেলে (প্রায় ৫ Å) পৌঁছায়, তখন ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ কেবল স্থিতিস্থাপক বিকৃতির মধ্য দিয়ে যায়। কোনও পরমাণু অপসারিত হয় না এবং কোনও পৃষ্ঠের ক্ষতি তৈরি হয় না।

যখন ইন্ডেন্টেশন গভীরতা প্রায় ১০-১৫ Å পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়, তখন প্রধান অপসারণ পদ্ধতি হয়ে ওঠে লাঙল অপসারণ। ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার এক্সট্রুশন প্রভাবের অধীনে, পৃষ্ঠের পরমাণুগুলি জমা হয়ে পারমাণবিক গুচ্ছ তৈরি করে, যা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলির চলাচলের সাথে সাথে ধীরে ধীরে অপসারিত হয়।

অপসারিত পরমাণুর সংখ্যা ইন্ডেন্টেশন গভীরতার সাথে আনুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায়।

যখন ইন্ডেন্টেশন গভীরতা প্রায় ২০ Å পর্যন্ত আরও বৃদ্ধি পায়, তখন অপসারণ পদ্ধতি কাটিং অপসারণেস্লারি প্রবাহ হার উভয়কেই প্রভাবিত করে:

এই পর্যায়ে, পৃষ্ঠের প্রচুর সংখ্যক পরমাণু সরাসরি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা দ্বারা কাটা হয়, চিপ তৈরি করে যা ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার চলাচলের সাথে অপসারিত হয়।

এই প্রক্রিয়ার সময়, ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি কেবল পৃষ্ঠের পরমাণুগুলিকে ধাক্কা দেয় এবং জমা করে না, বরং আঁচড়ের চারপাশে গুরুতর স্ফীতিও তৈরি করে, যার ফলে পৃষ্ঠের রুক্ষতা বৃদ্ধি পায়।

ঐতিহ্যবাহী যান্ত্রিক পলিশিং তত্ত্ব পরামর্শ দেয় যে স্থিতিস্থাপক বিকৃতি পর্যায়ে উপাদান অপসারণ ঘটে না। পরিবর্তে, উপাদান অপসারণ কেবল তখনই শুরু হয় যখন ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি কাটার ক্রিয়ার মাধ্যমে প্লাস্টিক বিকৃতি ঘটায়।

অতএব, যান্ত্রিক পলিশিং অনিবার্যভাবে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ পৃষ্ঠ এবং সাবসারফেস ক্ষতি প্রবর্তন করে।

যান্ত্রিক পলিশিং প্রক্রিয়াগুলিতে, অপটিক্যাল উপাদানগুলির পৃষ্ঠ/সাবসারফেস ক্ষতি প্রক্রিয়া পরামিতি দ্বারা দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত হয়, যার মধ্যে রয়েছে:

• CMP স্লারির মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে:
• পলিশিং টুলের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য
• ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার আকার
• ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণার রূপবিদ্যা

চিত্র (ক) যান্ত্রিক পলিশিংয়ের পরে একটি BK7 অপটিক্যাল গ্লাস পৃষ্ঠ দেখায়।

পলিশিং প্রক্রিয়াটি ১০ μm Al₂O₃ ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং একটি পিচ পলিশিং টুল ব্যবহার করেছে। যান্ত্রিক ঘর্ষণের কারণে সৃষ্ট উল্লেখযোগ্য আঁচড়ের ত্রুটিগুলি পৃষ্ঠে স্পষ্টভাবে পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে।

চিত্র (খ) স্ক্যানিং ইলেকট্রন মাইক্রোস্কোপি দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা ৩০ মিনিটের যান্ত্রিক পলিশিংয়ের পরে একটি CdZnTe ওয়েফারের পৃষ্ঠ এবং সাবসারফেস ক্ষতি দেখায়।

পলিশিং প্রক্রিয়াটি অ্যালুমিনিয়াম প্লেট পলিশিং টুল সহ ২-৫ μm Al₂O₃ ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা ব্যবহার করেছে।

পৃষ্ঠে মাইক্রন-স্কেল এবং সাবমাইক্রন-স্কেল আঁচড় পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল। সাবসারফেস ক্ষতির স্তরের পুরুত্ব ১ μm এর কম ছিল এবং প্রধানত একটি পলিক্রিস্টালাইন স্তর নিয়ে গঠিত ছিল, যা প্লাস্টিক বিকৃতির ক্ষতি নির্দেশ করে।

(২) রাসায়নিক পলিশিং এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং

রাসায়নিক পলিশিং এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ থেকে উপাদান দ্রবীভূত করতে রাসায়নিক বা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়া ব্যবহার করে।

প্রক্রিয়ার সময়, পৃষ্ঠের মাইক্রোস্কোপিক স্ফীতিগুলি recessed অঞ্চলগুলির তুলনায় অগ্রাধিকার ভিত্তিতে দ্রবীভূত হয়, যার ফলে একটি মসৃণ পৃষ্ঠ তৈরি হয়।

রাসায়নিক/ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং দ্রবণের মৌলিক গঠন সাধারণত অন্তর্ভুক্ত করে:

• এচ্যান্টস
• ইনহিবিটরস
• জল

প্রতিটি উপাদানের কাজগুলি নিম্নরূপ:

• এচ্যান্টস:রাসায়নিক বিক্রিয়ার মাধ্যমে পৃষ্ঠের উপাদান দ্রবীভূত করে।
• ইনহিবিটরস:অতিরিক্ত ক্ষয় দমন করে এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা উন্নত করে।
• জল:একটি ডাইলুয়েন্ট হিসাবে কাজ করে এবং বিক্রিয়া পণ্যের প্রসারণে সহায়তা করে।

বিভিন্ন ওয়ার্কপিস উপাদানের জন্য, তাদের রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য অনুসারে সংশ্লিষ্ট পলিশিং দ্রবণ ব্যবস্থা নির্বাচন করতে হবে।

যেহেতু অপটিক্যাল উপাদানগুলির সাধারণত চমৎকার রাসায়নিক স্থিতিশীলতা থাকে, তাই রাসায়নিক পলিশিংয়ের সময় এচ্যান্ট হিসাবে প্রায়শই শক্তিশালী অ্যাসিড, শক্তিশালী ক্ষার বা শক্তিশালী অক্সিডাইজিং এজেন্টগুলির প্রয়োজন হয়।

উদাহরণস্বরূপ, SiO₂ দ্বারা প্রধানত গঠিত অপটিক্যাল উপাদান, যেমন K9 গ্লাস এবং ফিউজড সিলিকা, সাধারণত হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড (HF) কে এচ্যান্ট হিসাবে ব্যবহার করে।

রাসায়নিক বিক্রিয়াটি হল:

$$+{\mathrm{দুর্বল\; নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা}}_{\mathrm{তবে,\; এটি\; বেশ\; কয়েকটি\; সীমাবদ্ধতাও\; ভোগে:}}\mathrm{H}\mathrm{রাসায়নিক\; পলিশিং\; একটি\; সহজ\; প্রক্রিয়া\; প্রবাহ\; এবং\; তুলনামূলকভাবে\; সহজ\; বাস্তবায়ন\; দ্বারা\; চিহ্নিত\; করা\; হয়।}2{\mathrm{রাসায়নিক\; পলিশিং\; একটি\; সহজ\; প্রক্রিয়া\; প্রবাহ\; এবং\; তুলনামূলকভাবে\; সহজ\; বাস্তবায়ন\; দ্বারা\; চিহ্নিত\; করা\; হয়।}}_{\mathrm{তবে,\; এটি\; বেশ\; কয়েকটি\; সীমাবদ্ধতাও\; ভোগে:}}+2_{\mathrm{H}}\mathrm{তবে,\; এটি\; বেশ\; কয়েকটি\; সীমাবদ্ধতাও\; ভোগে:}{\mathrm{রাসায়নিক\; পলিশিং\; একটি\; সহজ\; প্রক্রিয়া\; প্রবাহ\; এবং\; তুলনামূলকভাবে\; সহজ\; বাস্তবায়ন\; দ্বারা\; চিহ্নিত\; করা\; হয়।}}_{\mathrm{তবে,\; এটি\; বেশ\; কয়েকটি\; সীমাবদ্ধতাও\; ভোগে:}}\mathrm{দুর্বল\; নিয়ন্ত্রণযোগ্যতা}$$

সীমিত পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা

পরিবেশ দূষণ সমস্যা

• অতএব, অতি-সূক্ষ্ম অপটিক্যাল উপাদান উত্পাদনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করা কঠিন।
• ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়:
• ধাতু ফিনিশিং
• মেটালোগ্রাফিক নমুনা প্রস্তুতি

সূক্ষ্ম পৃষ্ঠের চিকিত্সা

ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং পৃষ্ঠ প্রক্রিয়াকরণের জন্য ধাতুর অ্যানোডিক দ্রবীভূতকরণ ব্যবহার করে।

• এটি একটি নন-কন্টাক্ট, স্ট্রেস-ফ্রি মেশিনিং পদ্ধতি হিসাবে বিবেচিত হয় যার সুবিধাগুলি অন্তর্ভুক্ত:
• উচ্চ উপাদান অপসারণ দক্ষতা
• কোনও যান্ত্রিক ক্ষতি নেই

কোনও ওয়ার্ক-হার্ডেনিং স্তর নেই

কোনও অবশিষ্ট চাপ তৈরি হয় না

• তবে, এর জন্য প্রক্রিয়াকৃত উপাদানের ভাল বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা থাকা প্রয়োজন, যা এটিকে বেশিরভাগ অপটিক্যাল উপাদানের জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে।
• রাসায়নিক এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং দ্রবীভূতকরণ পদ্ধতির মাধ্যমে উপাদান অপসারণ করে।
• যেহেতু অপসারণ প্রক্রিয়াটি কাঠিন্য, দৃঢ়তা এবং শক্তির মতো যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি থেকে স্বাধীন, তাই এই পদ্ধতিগুলি দ্রুত পৃষ্ঠের রুক্ষতা কমাতে পারে এবং চমৎকার পলিশিং গুণমান অর্জন করতে পারে।
• এদিকে, যেহেতু কোনও যান্ত্রিক ঘর্ষণ বা কাটার ক্রিয়া নেই, তাই প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলি সাধারণত যান্ত্রিক পলিশিং সিস্টেমগুলির তুলনায় সহজ এবং কম ব্যয়বহুল।

তবে, রাসায়নিক/ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল পলিশিং প্রযুক্তিগুলিরও বেশ কয়েকটি সীমাবদ্ধতা রয়েছে:

১) উচ্চ উন্নয়ন ব্যয়

উপাদানগুলির মধ্যে রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের কারণে, বিভিন্ন উপাদানের জন্য ডেডিকেটেড পলিশিং দ্রবণ তৈরি করতে হবে, যার জন্য প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির ব্যাপক পরীক্ষামূলক অপ্টিমাইজেশান প্রয়োজন।

২) রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন

বিক্রিয়ার হার সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন, যা মাত্রিক নির্ভুলতা এবং জ্যামিতিক নির্ভুলতা বজায় রাখা চ্যালেঞ্জিং করে তোলে।

৩) উপাদানের অভিন্নতার উপর শক্তিশালী নির্ভরতা

প্রাপ্ত পৃষ্ঠের গুণমান ওয়ার্কপিসের অভ্যন্তরীণ কাঠামো এবং বিশুদ্ধতা দ্বারা অত্যন্ত প্রভাবিত হয়।

উপাদানের অভ্যন্তরে থাকা অপদ্রব্য এবং কাঠামোগত ত্রুটিগুলি চূড়ান্ত পৃষ্ঠের গুণমানকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে।

(৩) কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) প্রযুক্তি

কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) একটি পৃষ্ঠ সমতলকরণ প্রযুক্তি যা

রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং যান্ত্রিক ঘর্ষণ

কে একত্রিত করে। এটি সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন, অপটিক্যাল উপাদান প্রক্রিয়াকরণ এবং উন্নত উপাদান তৈরিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে।

CMP প্রযুক্তির উন্নয়ন সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তির অগ্রগতির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত। প্রাথমিক পর্যায়ে, পলিশিং প্রধানত কাঁচ এবং ধাতুর পৃষ্ঠ ফিনিশিংয়ের মতো সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক গ্রাইন্ডিং পদ্ধতির উপর নির্ভর করত। তবে, এই প্রচলিত পদ্ধতিগুলি উচ্চ নির্ভুলতা এবং ন্যানোস্কেল পৃষ্ঠ সমতলকরণের ক্রমবর্ধমান কঠোর প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে অক্ষম ছিল।

১৯৫০ এর দশকে, গবেষকরা আবিষ্কার করেন যে অ্যাসিড এবং ক্ষারীয় দ্রবণের মতো রাসায়নিক বিকারকগুলি উপাদান অপসারণে সহায়তা করতে পারে এবং যান্ত্রিক ক্ষতি কমাতে পারে। এই আবিষ্কারটি CMP প্রযুক্তির উন্নয়নের ভিত্তি স্থাপন করে।১৯৬৫ সালে, IBM প্রথমবার সিলিকন ওয়েফার পলিশিংয়ের জন্য CMP প্রযুক্তি চালু করে। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (IC) এর দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, প্রচলিত শুষ্ক এচিং প্রক্রিয়া এবং সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক পলিশিং পদ্ধতিগুলি পৃষ্ঠের টপোগ্রাফি পরিবর্তনগুলি কার্যকরভাবে দূর করতে অক্ষম ছিল। ফলস্বরূপ, CMP ধীরে ধীরে একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া প্রযুক্তিতে পরিণত হয়।তবে, প্রাথমিক CMP প্রক্রিয়াগুলি এখনও বেশ কয়েকটি চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়েছিল, যার মধ্যে রয়েছে:

পলিশিং স্লারির দুর্বল স্থিতিশীলতা

অপর্যাপ্ত সরঞ্জাম নির্ভুলতা

উপাদান অপসারণের হার নিয়ন্ত্রণ করার অসুবিধা

১৯৯৭ সালে, IBM সফলভাবে কপার ইন্টারকানেক্ট পলিশিং প্রক্রিয়াগুলিতে CMP চালু করে।

• কপার CMP অতিরিক্ত কপার অক্সিডেশন দমন করতে এবং অভিন্ন উপাদান অপসারণ অর্জনের জন্য রাসায়নিক দ্রবীভূতকরণ এবং যান্ত্রিক ঘর্ষণের মধ্যে ভারসাম্যের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন।
• সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন প্রযুক্তির অবিচ্ছিন্ন বিবর্তনের সাথে সাথে, যখন সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলি সাব-০.২৫ μm প্রযুক্তি নোডে প্রবেশ করে তখন CMP একমাত্র কার্যকর সমতলকরণ সমাধান হয়ে ওঠে।
• অধিকন্তু, লো-কে ডাইইলেকট্রিক উপকরণগুলির প্রবর্তন যান্ত্রিক ক্ষতি কমাতে এবং কাঠামোগত অখণ্ডতা বজায় রাখার জন্য আরও মৃদু CMP প্রক্রিয়াগুলির প্রয়োজন।

CMP প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি

CMP উচ্চ-মানের পৃষ্ঠ পলিশিং অর্জনের জন্য অপেক্ষাকৃত নরম ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা ব্যবহার করে।

CMP প্রক্রিয়ার সময়, ওয়ার্কপিস নিয়ন্ত্রিত চাপ এবং প্যাডের সাথে আপেক্ষিক গতিতে একটি পলিশিং প্যাডের বিরুদ্ধে চাপানো হয়।

পলিশিং স্লারিতে ন্যানোস্কেল ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং রাসায়নিক উপাদানগুলির মধ্যে সমন্বিত মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে, ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠ ধীরে ধীরে মসৃণ হয়ে ওঠে, যেমনটি নীচের চিত্রে দেখানো হয়েছে।

CMP সিস্টেমে সাধারণত একটি ঘূর্ণায়মান ক্যারিয়ার এবং একটি পলিশিং প্লেটেন থাকে।

তাদের সমন্বিত ঘূর্ণনের মাধ্যমে, ওয়েফার এবং পলিশিং প্যাডের মধ্যে একটি জটিল আপেক্ষিক গতির পথ তৈরি হয়।

একটি পেরিস্টালটিক পাম্প দ্বারা অবিচ্ছিন্নভাবে সরবরাহ করা স্লারিতে দুটি কার্যকরী উপাদান থাকে:

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা:

যান্ত্রিক পলিশিং ক্রিয়া প্রদান করে।

অক্সিডাইজিং এজেন্ট:

উপাদান পৃষ্ঠে রাসায়নিক বিক্রিয়া ঘটায়।

• CMP উপাদান অপসারণ পদ্ধতি প্রধানত দুটি পর্যায়ক্রমিক ধাপ জড়িত:ধাপ ১: পৃষ্ঠ অক্সিডেশন এবং রাসায়নিক পরিবর্তন
• অক্সিডাইজিং এজেন্টগুলি ওয়ার্কপিসের পৃষ্ঠের সাথে বিক্রিয়া করে এবং একটি রাসায়নিকভাবে পরিবর্তিত বা নরম পৃষ্ঠ স্তর তৈরি করে।ধাপ ২: বিক্রিয়া করা স্তরের যান্ত্রিক অপসারণ

ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণাগুলি যান্ত্রিক মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে এই নরম বিক্রিয়া স্তরটি অপসারণ করে।

এই চক্রাকার প্রক্রিয়াটি শেষ পর্যন্ত অত্যন্ত কম রুক্ষতা সহ একটি অতি-মসৃণ পৃষ্ঠ তৈরি করে।

এটি লক্ষণীয় যে CMP তে রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক প্রভাবগুলির মধ্যে ভারসাম্য চূড়ান্ত প্রক্রিয়াকরণ গুণমান নির্ধারণে একটি নির্ধারক ভূমিকা পালন করে।

যখন যান্ত্রিক ক্রিয়া প্রভাবশালী হয়:

পৃষ্ঠের আঁচড় দেখা দিতে পারে।

অবশিষ্ট চাপ ঘনত্ব বৃদ্ধি পেতে পারে।

সাবসারফেস ক্ষতি তৈরি হতে পারে।

যখন রাসায়নিক ক্রিয়া অতিরিক্ত হয়ে যায়:

• পৃষ্ঠের ক্ষয় ত্রুটি দেখা দিতে পারে।
• স্থানীয় এচিং ঘটতে পারে।
• পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা খারাপ হতে পারে।

অতএব, রাসায়নিক বিক্রিয়া এবং যান্ত্রিক ঘর্ষণের মধ্যে সমন্বিত মিথস্ক্রিয়া অপ্টিমাইজ করা CMP কর্মক্ষমতা উন্নত করার মূল কারণ।

• গবেষণায় দেখা গেছে যে যান্ত্রিক পলিশিং তীব্রতা এবং রাসায়নিক বিক্রিয়ার হার একটি ইতিবাচক সম্পর্ক প্রদর্শন করে।
• এই কাপলিং প্রভাব সরাসরি উপাদান অপসারণের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।
• অতএব, স্লারির গঠনের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ উন্নত CMP প্রক্রিয়াগুলির উন্নয়নে প্রধান প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে।

একটি উচ্চ-মানের পালিশ করা পৃষ্ঠ পেতে, CMP চলাকালীন রাসায়নিক এবং যান্ত্রিক প্রভাবগুলি অবশ্যই একটি উপযুক্ত ভারসাম্যে পৌঁছাতে হবে।

যদি রাসায়নিক ক্রিয়া যান্ত্রিক ক্রিয়ার চেয়ে প্রভাবশালী হয়:

ক্ষয় গর্ত

কমলার খোসার মতো পৃষ্ঠের প্যাটার্ন

অসম পৃষ্ঠের রূপবিদ্যা

দেখা দিতে পারে।

• বিপরীতভাবে, যদি যান্ত্রিক ক্রিয়া প্রভাবশালী হয়:
• আঁচড়
• ফাটল

সাবসারফেস ক্ষতির স্তর

গঠিত হওয়ার সম্ভাবনা রয়েছে।

• ২. কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিংকে প্রভাবিত করার কারণসমূহ
• CMP প্রক্রিয়াকরণের সময়, প্রক্রিয়া পরামিতিগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে:
• উপাদান অপসারণের হার (MRR)

পৃষ্ঠের রুক্ষতা

পৃষ্ঠের অখণ্ডতা

প্রক্রিয়াকরণ অভিন্নতা

• অক্সিডাইজিং এজেন্টগুলি উপাদান পৃষ্ঠে অক্সিডেশন বিক্রিয়া প্রচার করে CMP তে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
• এই বিক্রিয়াগুলি একটি অপেক্ষাকৃত নরম অক্সাইড স্তর তৈরি করে, যা পরে যান্ত্রিক ঘর্ষণের মাধ্যমে সহজেই অপসারণ করা যায়।
• R
• R

=

$$KPP\times Vউপাদান\; অপসারণের\; হারকে\; বোঝায়।\mathrm{পলিশিং\; চাপ\; এবং\; ঘূর্ণন\; গতি\; যৌথভাবে\; উপাদান\; অপসারণের\; দক্ষতা\; নির্ধারণ\; করে।}উপাদান\; অপসারণের\; হারকে\; বোঝায়।\mathrm{পলিশিং\; চাপ\; সরাসরি\; পলিশিং\; প্যাড\; এবং\; ওয়েফার\; পৃষ্ঠের\; মধ্যে\; যোগাযোগের\; চাপ\; নির্ধারণ\; করে।}$$

পলিশিং অবস্থার সাথে সম্পর্কিত প্রেস্টন সহগ।

• P পলিশিং চাপকে বোঝায়।
• V আপেক্ষিক পলিশিং গতিকে বোঝায়।
• পলিশিং চাপ এবং ঘূর্ণন গতি যৌথভাবে উপাদান অপসারণের দক্ষতা নির্ধারণ করে।(১) পলিশিং চাপের প্রভাব
• পলিশিং চাপ সরাসরি পলিশিং প্যাড এবং ওয়েফার পৃষ্ঠের মধ্যে যোগাযোগের চাপ নির্ধারণ করে।চাপ বৃদ্ধি সাধারণত ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা এবং ওয়েফারের মধ্যে যোগাযোগ উন্নত করে, যার ফলে MRR বৃদ্ধি পায়।

তবে, অতিরিক্ত চাপ হতে পারে:

পৃষ্ঠের মাইক্রো-আঁচড়

ওয়েফার বিকৃতি

স্থানীয় অতিরিক্ত-পলিশিং

ডিশিং ত্রুটি

• অতএব, দক্ষতা এবং পৃষ্ঠের গুণমানের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য একটি উপযুক্ত চাপের পরিসীমা নির্বাচন করতে হবে।
• (২) ঘূর্ণন গতির প্রভাব
• পলিশিং প্যাড এবং ওয়েফারের মধ্যে আপেক্ষিক ঘূর্ণন গতি পলিশিং স্লারির হাইড্রোডাইনামিক আচরণ এবং বন্টনকে প্রভাবিত করে।
• একটি বড় গতির পার্থক্য অতিরিক্ত প্রান্ত অপসারণের কারণ হতে পারে, যা

এজ রোল-অফ

নামে পরিচিত ঘটনা তৈরি করে।

ঘূর্ণন গতি বৃদ্ধি যান্ত্রিক শিয়ার শক্তি বৃদ্ধি করে, যা উপাদান অপসারণের দক্ষতা উন্নত করতে পারে।

তবে, অতিরিক্ত উচ্চ গতি স্থানীয় তাপমাত্রা বৃদ্ধি (সাধারণত ১০°C এর বেশি) তৈরি করতে পারে, যার ফলে স্লারির রাসায়নিক কার্যকলাপের পরিবর্তন হয় এবং পলিশিংয়ের স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করে।(৩) স্লারি প্রবাহ হারের প্রভাবস্লারি প্রবাহ হার উভয়কেই প্রভাবিত করে:

স্লারি এবং ওয়েফার পৃষ্ঠের মধ্যে রাসায়নিক বিক্রিয়া।

অক্সিডাইজড বিক্রিয়া স্তরের যান্ত্রিক অপসারণ।

অধিকন্তু, কনভেকশনের মাধ্যমে, স্লারি একটি কুল্যান্ট হিসাবে কাজ করে এবং পলিশিং প্যাড এবং ওয়েফারের মধ্যে ইন্টারফেসে উৎপন্ন তাপ অপচয় করতে সহায়তা করে।

অতএব, স্লারি প্রবাহ হার অপ্টিমাইজ করা পলিশিং দক্ষতা এবং পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করতে অবদান রাখে।

• প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির উপযুক্ত সমন্বয়, যার মধ্যে রয়েছে:
• চাপ

ঘূর্ণন গতি

স্লারি প্রবাহ হার

উচ্চ-কার্যকারিতা CMP প্রক্রিয়া অর্জনের জন্য অপরিহার্য।

• গবেষণায় দেখা গেছে যে একটি উপযুক্ত চাপের পরিসীমার মধ্যে, MRR প্রয়োগকৃত চাপের সাথে প্রায় আনুপাতিকভাবে বৃদ্ধি পায়।
• ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা
• অক্সিডাইজিং এজেন্ট

উপাদান অপসারণের দক্ষতা হ্রাস পায়।

চাপ বা স্লারি প্রবাহ হার বৃদ্ধি করতে পারে:

পলিশিং প্যাডের তাপমাত্রা হ্রাস করুন।

• অক্সিডেশন ক্ষমতা উন্নত করুন।
• যান্ত্রিক অপসারণের দক্ষতা বৃদ্ধি করুন।

ফলস্বরূপ, MRR বৃদ্ধি পায়।

• তবে, অতিরিক্ত চাপ বা স্লারি প্রবাহ হার যান্ত্রিক ঘর্ষণকে প্রভাবশালী করে তুলতে পারে।
• যদিও MRR বৃদ্ধি পেতে পারে, পৃষ্ঠের রুক্ষতাও বৃদ্ধি পেতে পারে এবং আঁচড়ের ত্রুটি দেখা দিতে পারে।
• অতএব, সর্বোচ্চ পলিশিং দক্ষতা অর্জনের জন্য অক্সিডেশন বিক্রিয়া এবং যান্ত্রিক অপসারণের মধ্যে একটি গতিশীল ভারসাম্য স্থাপন করা অপরিহার্য।

(ক) পলিশিং স্লারির গঠন

যদিও CMP নিম্নলিখিতগুলির মতো প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন:

পলিশিং চাপ

ঘূর্ণন গতি

স্লারি প্রবাহ হার

পলিশিং স্লারি CMP কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করার সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণ হিসাবে রয়ে গেছে।

• CMP স্লারির মূল উপাদানগুলির মধ্যে রয়েছে:
• ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম কণা
• অক্সিডাইজিং এজেন্ট

pH নিয়ন্ত্রক

এই উপাদানগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে:

• ৩. পৃষ্ঠের ক্ষতি হ্রাস করা
• পৃষ্ঠের রুক্ষতা
• পৃষ্ঠের ত্রুটি গঠন