Proces proizvodnje Wafer Key

Postupak poliranja
S kontinuiranim razvojem tehnologije proizvodnje integriranih krugova (IC), veličina značajke čipa postaje sve manja i manja, broj slojeva međusobnog povezivanja se povećava, a povećava se i promjer pločice. Da bi se postiglo višeslojno ožičenje, površina pločice mora imati izuzetno visoku ravnost, glatkoću i čistoću, a kemijsko mehaničko poliranje (CMP) trenutno je najučinkovitija tehnologija ravnanja pločice. Naziva se pet najvažnijih ključnih tehnologija proizvodnje IC-a zajedno s litografijom, jetkanjem, ionskom implantacijom 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) vrlo je vjerojatno da će uzrokovati probleme kao što su lomljenje i grebanje Low-k materijala i ljuštenje Low-k srednjeg/bakrenog sučelja. Ultraniski tlak CMP (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
U CMP procesu, glava za poliranje uglavnom ima sljedeće uloge: ① Primjeniti pritisak na pločicu; ② Pokreni pločicu da se okreće i prenosi zakretni moment; ③ Provjerite jesu li pločica i jastučić za poliranje uvijek dobro postavljeni bez otpadanja ili krhotina. Osim toga, u vrhunskoj CMP opremi, glava za poliranje je poželjno sposobna stegnuti pločicu vlastitom strukturom bez pomoći vanjskih uvjeta kako bi se poboljšala učinkovitost proizvodnje.
Zonska glava za poliranje pod pritiskom važan je faktor u mjerenju tehničke razine CMP opreme. Njegova temeljna ideja dolazi iz modela Preston. Prema ovom modelu. Prema istraživanju CHEN-a i suradnika, što više pregrada ima glava za poliranje, to je veća njena sposobnost prilagodbe brzine skidanja materijala. Međutim, što je više pregrada, to je njegova struktura složenija i teže se razvija. Nema posebnih zahtjeva za podjelu veličine svake zone glave za poliranje. Može se podijeliti jednako ili podijeliti prema stvarnoj unutarnjoj strukturi glave za poliranje.
Kako bi se spriječilo izbacivanje pločice tijekom rotacije, glava za poliranje mora imati strukturu pričvrsnog prstena. U povijesti razvoja CMP tehnologije pojavile su se dvije vrste pričvrsnih prstenova: fiksni pričvrsni prstenovi i plutajući pričvrsni prstenovi. Budući da fiksni pričvrsni prsten ne može izbjeći rubni učinak, trenutna glavna CMP oprema koristi plutajući pričvrsni prsten. Primjenom različitih pritisaka na plutajući pričvrsni prsten, stanje kontakta između pločice i jastučića za poliranje može se prilagoditi, čime se učinkovito poboljšava učinak ruba.
Budući da pričvrsni prsten čvrsto pristaje uz jastučić za poliranje, na dnu pričvrsnog prstena mora biti dizajniran niz utora za usmjeravanje tekućine za poliranje kako bi glatko ušla u sučelje pločica/jastučić za poliranje. Osim toga, kako bi se produžio vijek trajanja, sigurnosni prsten mora biti odabran od materijala visoke čvrstoće, otpornih na koroziju i habanje, kao što su polifenilen sulfid (PPS) ili polietereterketon (PEEK).
Kao što je ranije spomenuto, važna funkcija glave za poliranje je stezanje pločice i ostvarivanje brzog i pouzdanog prijenosa pločice između stanice za utovar i istovar i stanice za poliranje. U povijesti razvoja CMP tehnologije bilo je mnogo metoda stezanja kao što su mehaničko stezanje, parafinsko lijepljenje i vakuumske vakuumske čašice, ali gore navedene metode više ne mogu ispuniti zahtjeve vrhunske CMP opreme u pogledu učinkovitosti, pouzdanosti, i čistoća. Glava za poliranje s više zona koristi metodu vakuumske adsorpcije za stezanje pločice. Osnovni princip prikazan je na slici 2. Prvo se pozitivni tlak primjenjuje na višezonski zračni jastuk kako bi se istisnuo zrak između zračnog jastuka i pločice, a zatim se koristi kontrola kombinacije pozitivnog i negativnog tlaka različitih pregrada zračnog jastuka za formiranje zona negativnog tlaka između zračnog jastuka i pločice, a pločica je čvrsto adsorbirana na glavi za poliranje. Ova metoda u potpunosti iskorištava višezonsku strukturu zračnog jastuka same glave za poliranje i ima prednosti brze, pouzdane i bez zagađenja.