راهکار محققان دانشگاهی برای کاهش عیوب میکروپردازنده‌ها و ادوات جدید ذخیره‌سازی اطلاعات
محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر به ساخت و بررسی خواص نانومکانیکی ذرات ساینده هسته/پوسته‌ای دست یافتند که در فرآیند مسطح سازی مکانیکی-شیمیایی و در صنایع نیمه هادی کاربرد دارد.
حمید اکبری معیر، دانش آموخته دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مجری طرح با بیان اینکه این پروژه با عنوان "ساخت و بررسی خواص نانومکانیکی ذرات ساینده هسته/پوسته مورد استفاده در فرآیند مسطح سازی مکانیکی-شیمیایی (CMP)" در این دانشگاه اجرایی شده است، گفت: با توجه به خواص منحصر به فرد ذرات هسته/پوسته و اینکه می‌توان مزایای مختلفی را به طور همزمان در یک ساختار به دست آورد، این ساختارها در کاربردهای متنوعی از جمله کاتالیستی، سلول‌های خورشیدی، زیست فناوری و دارورسانی مورد توجه قرار گرفته‌اند.
وی با بیان اینکه 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 می توان مزایای مختلفی را در یک ساختار تجمیع کرد، 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 خواهد شد.
اکبری معیر ادامه داد: در این راستا 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 به دست می‌آید.
وی با بیان اینکه یکی از پارامترهای موثر 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.
اکبری معیر با بیان اینکه وجود هسته آلی در این ساختار منجر به قابلیت تراکم پذیری تحت نیروی اعمالی می‌شود که به اثر بالشی معروف است، اظهار کرد: هسته پلیمری به دلیل 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. در بخش سوم با انجام شبیه‌سازی به روش دینامیک مولکولی، نانوذرات تحت بارگذاری قرار گرفته و رفتار مکانیکی آنها مطالعه شد.
مجری طرح با اشاره به نتایج این پروژه گفت: با توجه به اینکه این پژوهش با استفاده از دستگاه میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) ساخت یکی از شرکت‌های دانش بنیان 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 صحبت هایی با صنایع مرتبط انجام شده. همچنین ارتقای مدل های آتی AFM ساخت یکی از شرکت‌ها در برنامه کاری شرکت قرار گرفته است.
بر اساس اعلام دانشگاه امیرکبیر، این پروژه با هدایت و راهنمایی دکتر مالک نادری عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر اجرایی شده است.