Proces produkcji klucza waflowego

Proces polerowania
Wraz z ciągłym rozwojem technologii produkcji układów scalonych (IC), rozmiar chipa staje się coraz mniejszy, liczba warstw łączących rośnie, a średnica płytki również rośnie. Aby uzyskać okablowanie wielowarstwowe, powierzchnia płytki musi charakteryzować się wyjątkowo wysoką płaskością, gładkością i czystością, a polerowanie chemiczno-mechaniczne (CMP) jest obecnie najskuteczniejszą technologią spłaszczania płytki. Nazywa się to pięcioma najważniejszymi kluczowymi technologiami produkcji układów scalonych wraz z litografią, trawieniem, implantacją jonów i 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) z dużym prawdopodobieństwem może powodować problemy, takie jak pękanie i zarysowanie materiałów o niskim współczynniku k oraz łuszczenie się powierzchni styku medium o niskim k/miedzi. Ultraniskie ciśnienie CMP (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
W procesie CMP głowica polerska pełni głównie następujące role: ① Wywiera nacisk na płytkę; ② Napęd płytki tak, aby obracał się i przenosił moment obrotowy; ③ Upewnij się, że płytka i nakładka polerska są zawsze dobrze dopasowane, bez odpadania i fragmentów. Ponadto w wysokiej klasy sprzęcie CMP głowica polerska jest korzystnie w stanie zacisnąć płytkę za pomocą własnej struktury bez pomocy warunków zewnętrznych, aby poprawić wydajność produkcji.
Strefowa głowica polerska ciśnieniowa jest ważnym czynnikiem w pomiarze poziomu technicznego sprzętu CMP. Jego podstawowa idea wywodzi się z modelu Preston. Według tego modelu. Według badań CHEN i in., im więcej przegród ma głowica polerska, tym silniejsza jest jej zdolność do regulacji szybkości usuwania materiału. Im jednak więcej jest przegród, tym bardziej złożona jest jej struktura i tym trudniej ją rozwijać. Nie ma szczególnych wymagań dotyczących podziału wielkości poszczególnych stref głowicy polerskiej. Można go podzielić równo lub podzielić zgodnie z rzeczywistą wewnętrzną strukturą głowicy polerskiej.
Aby zapobiec wyrzucaniu płytki podczas obrotu, głowica polerska musi mieć konstrukcję pierścienia ustalającego. W historii rozwoju technologii CMP pojawiły się dwa rodzaje pierścieni ustalających: stałe pierścienie ustalające i pływające pierścienie ustalające. Ponieważ nieruchomy pierścień ustalający nie może uniknąć efektu krawędzi, w obecnym głównym sprzęcie CMP wykorzystuje się pływający pierścień ustalający. Stosując różne naciski na pływający pierścień ustalający, można regulować stan styku pomiędzy płytką a talerzem polerskim, skutecznie poprawiając w ten sposób efekt krawędzi.
Ponieważ pierścień ustalający ściśle przylega do płytki polerskiej, w dolnej części pierścienia ustalającego należy wykonać szereg rowków, aby poprowadzić płyn polerski tak, aby płynnie przedostał się na styk płytka/podkładka polerska. Ponadto, aby wydłużyć żywotność, pierścień ustalający musi być wybrany z materiałów o wysokiej wytrzymałości, odpornych na korozję i zużycie, takich jak siarczek polifenylenu (PPS) lub polieteroeteroketon (PEEK).
Jak wspomniano wcześniej, ważną funkcją głowicy polerskiej jest zaciskanie płytki i zapewnienie szybkiego i niezawodnego przenoszenia płytki pomiędzy stacją załadunku i rozładunku a stacją polerowania. W historii rozwoju technologii CMP istniało wiele metod mocowania, takich jak mocowanie mechaniczne, klejenie parafinowe i przyssawki próżniowe, ale powyższe metody nie są już w stanie spełniać wymagań wysokiej klasy sprzętu CMP pod względem wydajności, niezawodności, i czystość. Wielostrefowa głowica polerska wykorzystuje metodę adsorpcji próżniowej do mocowania płytki. Podstawową zasadę pokazano na rysunku 2. Najpierw do wielostrefowej poduszki powietrznej przykłada się nadciśnienie w celu wyciśnięcia powietrza pomiędzy poduszką powietrzną a płytką, a następnie wykorzystuje się kombinację dodatniego i podciśnienia różnych przegród poduszki powietrznej w celu utworzenia strefa podciśnienia pomiędzy poduszką powietrzną a płytką, a płytka jest mocno adsorbowana na głowicy polerskiej. Metoda ta w pełni wykorzystuje wielostrefową strukturę poduszki powietrznej samej głowicy polerskiej i ma zalety polegające na szybkości, niezawodności i braku zanieczyszczeń.