Процесс производства вафельных ключей

Процесс полировки
С постоянным развитием технологии производства интегральных схем (ИС) размер кристалла становится все меньше и меньше, количество межсоединяющих слоев увеличивается, а диаметр пластины также увеличивается. Для достижения многослойной разводки поверхность пластины должна иметь чрезвычайно высокую плоскостность, гладкость и чистоту, а химико-механическая полировка (ХМП) в настоящее время является наиболее эффективной технологией выравнивания пластин. Ее называют пятью основными ключевыми технологиями производства ИС вместе с литографией, травлением, ионной имплантацией и PVD/CVD.
CMP equipment is mainly composed of polishing head, polishing disc, dresser, polishing liquid delivery system and other parts. The polishing head and its pressure control system are the most critical and complex components, and are the basis and core of CMP technology to achieve nano-level flattening. At present, the most advanced 300mm wafer polishing head abroad is loaded by air pressure, with functions such as zone pressure, vacuum adsorption, floating holding ring and self-adaptation, which is very complex. With the continuous reduction of feature size and the continuous increase of wafer diameter, the requirements for CMP surface quality are getting higher and higher, and the traditional single-zone pressure polishing head can no longer meet the requirements. If the polishing head can divide the wafer into multiple areas for loading, the material removal rate of different areas can be controlled by changing the amount of applied pressure. The polishing head of the current international high-end 300 mm wafer CMP equipment usually has three pressure zones. In addition, at the 45 nm technology node and below, the current CMP equipment (polishing pressure>6,985 кПа), скорее всего, вызовет такие проблемы, как поломка и царапание материалов Low-k, а также отслоение границы раздела среда Low-k/медь. ХМП сверхнизкого давления (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
В процессе CMP полировальная головка в основном выполняет следующие функции: ① оказывает давление на пластину; ② Приводить пластину во вращение и передавать крутящий момент; ③ Убедитесь, что пластина и полировальная подушечка всегда хорошо прилегают друг к другу, не отваливаются и не фрагментируются. Кроме того, в высококачественном оборудовании CMP полировальная головка предпочтительно способна зажимать пластину за счет собственной конструкции без помощи внешних условий для повышения эффективности производства.
Головка для полировки зональным давлением является важным фактором измерения технического уровня оборудования CMP. Его основная идея исходит из модели Престона. По этой модели. Согласно исследованиям CHEN и др., чем больше перегородок имеет полировальная головка, тем сильнее ее способность регулировать скорость съема материала. Однако чем больше разделов, тем сложнее его структура и тем сложнее его разрабатывать. Конкретных требований к размерному разделению каждой зоны полировальной головки не существует. Его можно разделить поровну или разделить в соответствии с фактической внутренней структурой полировальной головки.
Чтобы пластина не выбрасывалась при вращении, полировальная головка должна иметь конструкцию стопорного кольца. В истории развития технологии CMP появилось два типа стопорных колец: фиксированные стопорные кольца и плавающие стопорные кольца. Поскольку фиксированное стопорное кольцо не может избежать краевого эффекта, в современном основном оборудовании CMP используется плавающее стопорное кольцо. Применяя различное давление к плавающему стопорному кольцу, можно регулировать состояние контакта между пластиной и полировальной подушечкой, тем самым эффективно улучшая краевой эффект.
Поскольку стопорное кольцо плотно прилегает к полировальной подушечке, в нижней части стопорного кольца необходимо предусмотреть ряд канавок, чтобы полирующая жидкость плавно входила в границу между пластиной и полировальной подушечкой. Кроме того, для увеличения срока службы стопорное кольцо необходимо выбирать из высокопрочных, коррозионностойких и износостойких материалов, таких как полифениленсульфид (ППС) или полиэфирэфиркетон (ПЭЭК).
Как упоминалось ранее, важной функцией полировальной головки является зажим пластины и обеспечение быстрой и надежной передачи пластины между станцией загрузки и разгрузки и станцией полировки. В истории развития технологии CMP существовало много методов зажима, таких как механический зажим, парафиновое соединение и вакуумные присоски, но вышеуказанные методы больше не могут отвечать требованиям высококачественного оборудования CMP с точки зрения эффективности, надежности и надежности. и чистота. Многозонная полировальная головка использует метод вакуумной адсорбции для фиксации пластины. Основной принцип показан на рисунке 2. Сначала к многозонной подушке безопасности прикладывается положительное давление, чтобы выдавить воздух между подушкой безопасности и пластиной, а затем используется комбинированное управление положительным и отрицательным давлением различных перегородок подушки безопасности для формирования зона отрицательного давления между подушкой безопасности и пластиной, и пластина прочно адсорбируется на полировальной головке. Этот метод в полной мере использует структуру многозонной подушки безопасности самой полировальной головки и обладает такими преимуществами, как скорость, надежность и отсутствие загрязнения.