Proses Pembuatan Kunci Wafer

Proses pemolesan
Dengan terus berkembangnya teknologi manufaktur sirkuit terpadu (IC), ukuran fitur chip semakin mengecil, jumlah lapisan interkoneksi semakin meningkat, dan diameter wafer juga semakin meningkat. Untuk mencapai pengkabelan multi-lapis, permukaan wafer harus memiliki kerataan, kehalusan dan kebersihan yang sangat tinggi, dan pemolesan mekanis kimia (CMP) saat ini merupakan teknologi perataan wafer yang paling efektif. Ini disebut sebagai lima teknologi kunci paling inti dalam pembuatan IC bersama dengan litografi, etsa, implantasi ion, dan 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) sangat mungkin menimbulkan masalah seperti pecah dan tergoresnya material Low-k dan terkelupasnya antarmuka medium/tembaga Low-k. CMP tekanan sangat rendah (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
Dalam proses CMP, kepala pemoles terutama memainkan peran berikut: ① Memberikan tekanan pada wafer; ② Menggerakkan wafer untuk memutar dan mengirimkan torsi; ③ Pastikan wafer dan bantalan pemoles selalu terpasang dengan baik tanpa terjatuh atau pecah. Selain itu, pada peralatan CMP kelas atas, kepala pemoles sebaiknya mampu menjepit wafer dengan strukturnya sendiri tanpa bantuan kondisi eksternal untuk meningkatkan efisiensi produksi.
Kepala pemoles tekanan yang dikategorikan merupakan faktor penting dalam mengukur tingkat teknis peralatan CMP. Ide intinya berasal dari model Preston. Menurut model ini. Menurut penelitian CHEN et al., semakin banyak partisi yang dimiliki kepala pemoles, semakin kuat kemampuannya untuk mengatur laju penghilangan material. Namun, semakin banyak partisi, semakin kompleks strukturnya dan semakin sulit untuk dikembangkan. Tidak ada persyaratan khusus untuk pembagian ukuran setiap zona kepala pemoles. Ini dapat dibagi rata atau dibagi sesuai dengan struktur internal kepala pemoles yang sebenarnya.
Untuk mencegah wafer terlempar keluar selama rotasi, kepala pemoles harus memiliki struktur cincin penahan. Dalam sejarah perkembangan teknologi CMP, telah muncul dua jenis cincin penahan: cincin penahan tetap dan cincin penahan mengambang. Karena cincin penahan tetap tidak dapat menghindari efek tepi, peralatan CMP arus utama menggunakan cincin penahan mengambang. Dengan menerapkan tekanan berbeda pada cincin penahan mengambang, keadaan kontak antara wafer dan bantalan pemoles dapat disesuaikan, sehingga secara efektif meningkatkan efek tepi.
Karena cincin penahan terpasang erat dengan bantalan pemoles, serangkaian alur harus dirancang di bagian bawah cincin penahan untuk memandu cairan pemoles agar masuk dengan lancar ke antarmuka wafer/bantalan pemoles. Selain itu, untuk meningkatkan masa pakai, cincin penahan perlu dipilih dari bahan berkekuatan tinggi, tahan korosi, dan tahan aus seperti polifenilen sulfida (PPS) atau polietereterketon (PEEK).
Seperti disebutkan sebelumnya, fungsi penting dari kepala pemoles adalah untuk menjepit wafer dan mewujudkan perpindahan wafer yang cepat dan andal antara stasiun bongkar muat dan stasiun pemoles. Dalam sejarah perkembangan teknologi CMP, terdapat banyak metode penjepitan seperti penjepitan mekanis, ikatan parafin, dan mangkuk pengisap vakum, namun metode di atas tidak lagi dapat memenuhi persyaratan peralatan CMP kelas atas dalam hal efisiensi, keandalan, dan keandalan. dan kebersihan. Kepala pemoles multi-zona menggunakan metode adsorpsi vakum untuk menjepit wafer. Prinsip dasarnya ditunjukkan pada Gambar 2. Pertama, tekanan positif diterapkan pada airbag multi-zona untuk memeras udara antara airbag dan wafer, dan kemudian kontrol kombinasi tekanan positif dan negatif dari partisi airbag yang berbeda digunakan untuk membentuk zona tekanan negatif antara kantung udara dan wafer, dan wafer teradsorpsi kuat pada kepala pemoles. Metode ini memanfaatkan sepenuhnya struktur airbag multi-zona dari kepala pemoles itu sendiri, dan memiliki keunggulan cepat, andal, dan bebas polusi.