Gofret kalitini ishlab chiqarish jarayoni

Polishing jarayoni
Integral mikrosxemalar (IC) ishlab chiqarish texnologiyasining uzluksiz rivojlanishi bilan chip xususiyati hajmi kichikroq va kichikroq bo'lib bormoqda, o'zaro bog'liqlik qatlamlari soni ortib bormoqda va gofret diametri ham ortib bormoqda. Ko'p qatlamli simlarga erishish uchun gofret yuzasi juda yuqori tekislik, silliqlik va tozalikka ega bo'lishi kerak va kimyoviy mexanik polishing (CMP) hozirda gofret tekislashning eng samarali texnologiyasidir. Bu litografiya, qirqish, ion implantatsiyasi va PVD/CVD bilan birgalikda IC ishlab chiqarishning beshta asosiy texnologiyasi deb ataladi.
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) past-k materiallarining sinishi va tirnalishi va Low-k o'rta/mis interfeysining tozalanishi kabi muammolarni keltirib chiqarishi mumkin. Ultra past bosimli CMP (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
CMP jarayonida polishing boshi asosan quyidagi rollarni bajaradi: ① Gofretga bosim o'tkazing; ② Momentni aylantirish va uzatish uchun gofretni boshqaring; ③ Gofret va silliqlash yostig'i har doim yiqilib tushmasdan yoki parchalanmasdan yaxshi o'rnatilganligiga ishonch hosil qiling. Bundan tashqari, yuqori darajadagi CMP uskunasida abraziv bosh ishlab chiqarish samaradorligini oshirish uchun tashqi sharoitlar yordamisiz gofretni o'z tuzilishi bilan mahkamlashi mumkin.
Zonalangan bosimli polishing boshi CMP uskunasining texnik darajasini o'lchashda muhim omil hisoblanadi. Uning asosiy g'oyasi Preston modelidan kelib chiqadi. Ushbu modelga ko'ra. CHEN va boshqalarning tadqiqotlariga ko'ra, abraziv bosh qancha qismlarga ega bo'lsa, uning materialni olib tashlash tezligini sozlash qobiliyati shunchalik kuchli bo'ladi. Biroq, bo'limlar qanchalik ko'p bo'lsa, uning tuzilishi qanchalik murakkab bo'lsa va uni ishlab chiqish shunchalik qiyin bo'ladi. Jilo boshining har bir zonasining o'lchamiga bo'linish uchun maxsus talab yo'q. U polishing boshining haqiqiy ichki tuzilishiga ko'ra teng bo'linishi yoki bo'linishi mumkin.
Aylanish vaqtida gofret tashqariga tashlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun polishing boshi ushlab turuvchi halqa tuzilishiga ega bo'lishi kerak. CMP texnologiyasining rivojlanish tarixida ikki turdagi saqlovchi halqalar paydo bo'ldi: sobit ushlab turuvchi halqalar va suzuvchi ushlab turuvchi halqalar. Ruxsat etilgan ushlab turuvchi halqa chekka ta'siridan qochib qutula olmasligi sababli, joriy asosiy CMP uskunasi suzuvchi ushlab turuvchi halqadan foydalanadi. Suzuvchi ushlab turuvchi halqaga turli xil bosimlarni qo'llash orqali gofret va polishing yostig'i o'rtasidagi aloqa holatini sozlash mumkin va shu bilan chekka ta'sirini samarali ravishda yaxshilaydi.
Saqlash halqasi polishing padiga mahkam o'rnashganligi sababli, polishing suyuqligi gofret / polishing pad interfeysiga silliq kirishi uchun ushlab turish halqasining pastki qismida bir qator oluklar ishlab chiqilishi kerak. Bundan tashqari, xizmat muddatini yaxshilash uchun ushlab turuvchi halqani polifenilen sulfidi (PPS) yoki polieteterketon (PEEK) kabi yuqori quvvatli, korroziyaga chidamli va aşınmaya bardoshli materiallardan tanlash kerak.
Yuqorida aytib o'tilganidek, abraziv boshning muhim vazifasi gofretni mahkamlash va yuklash va tushirish stantsiyasi va polishing stantsiyasi o'rtasida gofretni tez va ishonchli uzatishni amalga oshirishdir. CMP texnologiyasining rivojlanish tarixida mexanik siqish, kerosin bilan bog'lash va vakuumli assimilyatsiya stakanlari kabi ko'plab siqish usullari mavjud edi, ammo yuqoridagi usullar endi samaradorlik, ishonchlilik, ishonchlilik, yuqori darajadagi CMP uskunalari talablariga javob bera olmaydi va tozalik. Ko'p zonali abraziv bosh gofretni mahkamlash uchun vakuumli adsorbsiya usulidan foydalanadi. Asosiy printsip 2-rasmda ko'rsatilgan. Birinchidan, havo yostig'i va gofret o'rtasidagi havoni siqib chiqarish uchun ko'p zonali havo yostig'iga musbat bosim qo'llaniladi, so'ngra turli xil havo yostig'i bo'linmalarining musbat va salbiy bosim kombinatsiyasi nazorat qilinadi. havo yostig'i va gofret o'rtasida salbiy bosim zonasi va gofret polishing boshiga mahkam singib ketgan. Ushbu usul abraziv boshning ko'p zonali havo yostig'i tuzilishidan to'liq foydalanadi va tez, ishonchli va ifloslanishsiz afzalliklariga ega.