Vaflių raktų gamybos procesas

Poliravimo procesas
Nuolat tobulinant integrinių grandynų (IC) gamybos technologiją, lusto funkcijos dydis vis mažėja, didėja sujungimo sluoksnių skaičius, taip pat didėja plokštelės skersmuo. Norint pasiekti daugiasluoksnę laidą, plokštelės paviršius turi būti itin lygus, lygus ir švarus, o cheminis mechaninis poliravimas (CMP) šiuo metu yra efektyviausia plokštelių išlyginimo technologija. Tai vadinama penkiomis pagrindinėmis pagrindinėmis IC gamybos technologijomis kartu su litografija, ėsdinimu, jonų implantavimu ir 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 kPa) labai tikėtina, kad sukels tokias problemas, kaip mažos k vertės medžiagų lūžimas ir subraižymas bei mažos k vertės terpės/vario sąsajos lupimasis. Itin žemo slėgio CMP (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
CMP procese poliravimo galvutė daugiausia atlieka šiuos vaidmenis: ① Paspauskite plokštelę; ② Pasukite plokštelę, kad ji suktųsi ir perduotų sukimo momentą; ③ Užtikrinkite, kad plokštelė ir poliravimo padas visada būtų gerai pritvirtinti ir nenukristų ar nesuskiltų. Be to, aukščiausios klasės CMP įrangoje poliravimo galvutė gali suspausti plokštelę pagal savo struktūrą be išorinių sąlygų, kad pagerintų gamybos efektyvumą.
Zonuota slėgio poliravimo galvutė yra svarbus veiksnys matuojant CMP įrangos techninį lygį. Jo pagrindinė idėja kilo iš Preston modelio. Pagal šį modelį. Remiantis CHEN ir kt. atliktais tyrimais, kuo daugiau pertvarų turi poliravimo galvutė, tuo stipresnis jos gebėjimas reguliuoti medžiagos pašalinimo greitį. Tačiau kuo daugiau pertvarų, tuo sudėtingesnė jos struktūra ir sunkiau ją sukurti. Nėra jokių specialių reikalavimų dėl kiekvienos poliravimo galvutės zonos dydžio padalijimo. Jį galima padalyti po lygiai arba padalyti pagal faktinę vidinę poliravimo galvutės struktūrą.
Kad sukimosi metu plokštelė neišmestų, poliravimo galvutė turi turėti laikančio žiedo struktūrą. CMP technologijos vystymosi istorijoje atsirado dviejų tipų atraminiai žiedai: fiksuoti laikantys žiedai ir plaukiojantys atraminiai žiedai. Kadangi fiksuotas atraminis žiedas negali išvengti krašto efekto, dabartinė pagrindinė CMP įranga naudoja plūduriuojantį atraminį žiedą. Taikant skirtingą slėgį plūduriuojančiam atraminiam žiedui, galima reguliuoti kontakto būseną tarp plokštelės ir poliravimo padėklo, taip efektyviai pagerinant krašto efektą.
Kadangi laikantis žiedas tvirtai priglunda prie poliravimo padėklo, laikančiojo žiedo apačioje turi būti suprojektuoti grioveliai, kurie nukreiptų poliravimo skystį, kad sklandžiai patektų į plokštelės / poliravimo padėklo sąsają. Be to, norint pailginti eksploatavimo laiką, laikantįjį žiedą reikia pasirinkti iš labai stiprių, atsparių korozijai ir dilimui atsparių medžiagų, tokių kaip polifenileno sulfidas (PPS) arba polieteriterketonas (PEEK).
Kaip minėta anksčiau, svarbi poliravimo galvutės funkcija yra suspausti plokštelę ir užtikrinti greitą bei patikimą plokštelės perkėlimą tarp pakrovimo ir iškrovimo stoties ir poliravimo stoties. CMP technologijos vystymosi istorijoje buvo daug suspaudimo metodų, tokių kaip mechaninis suspaudimas, parafino sujungimas ir vakuuminiai siurbtukai, tačiau minėti metodai nebegali atitikti aukščiausios klasės CMP įrangos reikalavimų dėl efektyvumo, patikimumo, ir švara. Kelių zonų poliravimo galvutė naudoja vakuuminį adsorbcijos metodą, kad suspaustų plokštelę. Pagrindinis principas parodytas 2 paveiksle. Pirmiausia teigiamas slėgis taikomas kelių zonų oro pagalvei, kad būtų išspaustas oras tarp oro pagalvės ir plokštelės, o tada naudojamas skirtingų oro pagalvių pertvarų teigiamo ir neigiamo slėgio derinio valdymas. neigiamo slėgio zona tarp oro pagalvės ir plokštelės, o plokštelė tvirtai adsorbuojama ant poliravimo galvutės. Šiuo metodu visapusiškai išnaudojama pačios poliravimo galvutės kelių zonų oro pagalvės struktūra, o privalumai yra greiti, patikimi ir neteršiantys.