Procesul de fabricație a cheii de napolitană

Proces de lustruire
Odată cu dezvoltarea continuă a tehnologiei de fabricație a circuitelor integrate (IC), dimensiunea caracteristicii cipului devine din ce în ce mai mică, numărul de straturi de interconectare crește, iar diametrul plachetei crește, de asemenea. Pentru a realiza cablarea multistrat, suprafața plachetei trebuie să aibă planeitate, netezime și curățenie extrem de ridicate, iar lustruirea mecanică chimică (CMP) este în prezent cea mai eficientă tehnologie de aplatizare a plachetelor. Este numită cele mai importante cinci tehnologii cheie ale producției de circuite integrate, împreună cu litografie, gravare, implantare ionică și 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) este foarte probabil să provoace probleme precum ruperea și zgârierea materialelor Low-k și decojirea interfeței Low-k mediu/cupru. CMP de presiune ultra joasă (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
În procesul CMP, capul de lustruire joacă în principal următoarele roluri: ① Aplicați presiune pe napolitană; ② Conduceți napolitana să se rotească și să transmită cuplul; ③ Asigurați-vă că napolitana și discul de lustruit sunt întotdeauna bine fixate, fără să cadă sau să se fragmenteze. În plus, în echipamentele CMP de ultimă generație, capul de lustruire este, de preferință, capabil să prindă napolitana prin propria sa structură fără ajutorul condițiilor externe pentru a îmbunătăți eficiența producției.
Capul de lustruire sub presiune zonat este un factor important în măsurarea nivelului tehnic al echipamentului CMP. Ideea sa de bază provine din modelul Preston. Conform acestui model. Conform cercetărilor CHEN și colab., cu cât un cap de lustruit are mai multe partiții, cu atât este mai puternică capacitatea sa de a regla rata de îndepărtare a materialului. Cu toate acestea, cu cât sunt mai multe partiții, cu atât structura sa este mai complexă și cu atât este mai dificil de dezvoltat. Nu există o cerință specifică pentru împărțirea dimensiunilor fiecărei zone a capului de lustruit. Poate fi împărțit în mod egal sau împărțit în funcție de structura internă reală a capului de lustruit.
Pentru a preveni aruncarea plachetei în timpul rotației, capul de lustruire trebuie să aibă o structură inelă de reținere. În istoria dezvoltării tehnologiei CMP, au apărut două tipuri de inele de reținere: inele de reținere fixe și inele de reținere plutitoare. Deoarece inelul de reținere fix nu poate evita efectul de margine, echipamentul curent CMP principal utilizează un inel de reținere plutitor. Prin aplicarea unor presiuni diferite asupra inelului de reținere plutitor, starea de contact dintre plachetă și discul de lustruire poate fi ajustată, îmbunătățind astfel eficient efectul marginii.
Deoarece inelul de reținere se potrivește strâns cu tamponul de lustruit, o serie de caneluri trebuie proiectate în partea de jos a inelului de reținere pentru a ghida lichidul de lustruire pentru a intra fără probleme în interfața plachetă/tampon de lustruit. În plus, pentru a îmbunătăți durata de viață, inelul de reținere trebuie selectat dintre materiale de înaltă rezistență, rezistente la coroziune și rezistente la uzură, cum ar fi sulfura de polifenilen (PPS) sau polieteretercetonă (PEEK).
După cum sa menționat mai devreme, o funcție importantă a capului de lustruit este de a fixa napolitana și de a realiza transferul rapid și fiabil al napolitanei între stația de încărcare și descărcare și stația de lustruire. În istoria dezvoltării tehnologiei CMP, au existat multe metode de prindere, cum ar fi prindere mecanică, lipire cu parafină și ventuze cu vid, dar metodele de mai sus nu mai pot îndeplini cerințele echipamentelor CMP de ultimă generație în ceea ce privește eficiența, fiabilitatea, si curatenie. Capul de lustruire cu mai multe zone folosește o metodă de adsorbție în vid pentru a fixa napolitana. Principiul de bază este prezentat în Figura 2. În primul rând, presiunea pozitivă este aplicată airbag-ului cu mai multe zone pentru a stoarce aerul dintre airbag și wafer, iar apoi controlul combinației de presiune pozitivă și negativă a diferitelor partiții airbag este utilizat pentru a forma o zonă de presiune negativă între airbag și napolitană, iar napolitana este ferm adsorbită pe capul de lustruire. Această metodă folosește pe deplin structura airbag-ului cu mai multe zone a capului de lustruit în sine și are avantajele unei viteze rapide, fiabile și lipsite de poluare.