کاهش عیوب میکروپردازنده‌ها با بکارگیری ذرات هسته پوسته

به گزارش خبرنگار حوزه دانشگاه گروه علمی فرهنگی هنری خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، آقای دکتر حمید اکبری معیر دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح «ساخت و بررسی خواص نانومکانیکی ذرات ساینده هسته/پوسته مورد استفاده در فرآیند مسطح سازی مکانیکی-شیمیایی (CMP)» گفت: با توجه به خواص منحصر به فرد ذرات هسته/پوسته و اینکه می‌توان مزایای مختلفی را بطور همزمان در یک ساختار بدست آورد، این ساختار‌ها در کاربرد‌های متنوعی از جمله کاتالیستی، سلول‌های خورشیدی، زیست فناوری و دارورسانی مورد توجه قرار گرفته اند. وی افزود: این ساختار‌ها هم از لحاظ علمی و هم از لحاظ فناوری جذاب هستند، چون خواص آن‌ها با خواص هسته و پوسته متفاوت است و با انتخاب مناسب اجزاء می‌توان مزایای مختلفی را در یک ساختار تجمیع کرد.
وی افزود: با توجه به خواص مکانیکی منحصر به فرد ذرات هسته/پوسته متشکل از هسته پلیمری و پوسته سرامیکی، استفاده از آن‌ها به عنوان ساینده در فرآیند مسطح سازی مکانیکی-شیمیایی (CMP) باعث کاهش نقاط تمرکز تنش روی سطح و متعاقبا کاهش عیوب سطحی ویفر می‌شود.
وی تأکید کرد: به منظور دستیابی به کارایی بالا در میکروپردازنده‌ها و ادوات جدید ذخیره سازی اطلاعات، مسطح سازی سطوح یکی از مهمترین مراحل فرآوری نیمه هادی‌ها است. با توجه به کاهش ابعاد ادوات الکترونیکی، علاوه بر مسطح بودن سطوح، صیقلی بودن و بدون عیب بودن آن‌ها نیز بسیار حائز اهمیت است. فرآیند CMP فرآیندی است که همزمان بطور شیمیایی و مکانیکی از سطح باربرداری می‌کند و سطح نهایی مسطح و صیقلی شکلی بدست می‌آید.
وی با بیان اینکه یکی از عوامل مؤثر در این فرآیند ذرات ساینده هستند، گفت: بطور متداول از ذرات سرامیکی برای این منظور استفاده می‌شود، ولی ذرات هسته/پوسته کارایی بهتری نسبت به این ذرات دارند.
آقای دکتر اکبری معیر ادامه داد: وجود هسته آلی در این ساختار منجر به قابلیت تراکم پذیری تحت نیروی اعمالی می‌شود که به اثر بالشی معروف است. هسته پلیمری بدلیل انعطاف پذیری بیشتر، در اثر اعمال نیروی خارجی به راحتی تغییر شکل الاستیک پیدا کرده و شکلش را منطبق با پستی و بلندی‌های سطحی می‌کند، در نتیجه نقاط تمرکز تنش کمتر شده و امکان ایجاد عیوب سطحی کاهش می‌یابد.
وی با اشاره به روند کار گفت: ابتدا ذرات پلی استایرن به روش پلیمریزاسیون امولسیونی بدون صابون و در ادامه ذرات هسته/پوسته متشکل از ذرات پلی استایرن به عنوان هسته و لایه سیلیکا به عنوان پوسته بر پایه روش اشتوبر سنتز شد و در بخش دوم خواص نانومکانیکی ذرات مورد بررسی قرار گرفت.
وی اضافه کرد: در بخش سوم با انجام شبیه‌سازی به روش دینامیک مولکولی، نانوذرات تحت بارگذاری قرار گرفته و رفتار مکانیکی آن‌ها مطالعه شد.
وی با اشاره به نتایج این طرح گفت: با توجه به اینکه این پژوهش با استفاده از دستگاه میکروسکپ نیروی اتمی (AFM) ساخت شرکت دانش بنیان آراپژوهش انجام شد، چالش‌هایی در مرحله اندازه گیری و محاسبه خواص نانومکانیکی وجود داشت که ایده‌هایی به منظور کاربری راحتتر و سریعتر دستگاه در این حالت کاری پیشنهاد شد.
وی افزود: کاربرد این ذرات در صنایع نیمه هادی است که در این راستا صحبت‌هایی با صنایع مرتبط انجام شده. همچنین ارتقای مدل‌های آتی AFM ساخت شرکت آراپژوهش در برنامه کاری شرکت قرار گرفته است.
گفتنی است که استاد راهنمای این طرح آقای دکتر مالک نادری عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر بوده است