什么是 CMP - AxusTech

Axus Technology 提供 CMP 铸造服务和设备

Axus Technology 工程团队为 CMP 工艺服务提供先进的技术解决方案,从先进的 CMP 工艺开发到标准的 CMP 铸造生产服务。 Axus 拥有设备齐全的 100 级洁净室,配备了具有数十年半导体工艺经验的工程师,可随时满足您的所有 CMP 工艺需求。

Axus 还是再制造 CMP 工具(如 Applied Material 的 Mirra 和 Mirra Mesa、IPEC、Speedfam 和 Strasbaugh CMP 系统)、新型 G&P Technology CMP 工具、工具升级、工具零件和工具维护服务的全球销售商和分销商。

什么是化学机械平坦化/抛光 (CMP)?

数十年来,固态器件一直使用硅衬底制造,制造衬底的工艺利用抛光来制造具有极佳平整度和粗糙度的表面。  在抛光过程中,晶片表面受到浆料和抛光垫的作用。  泥浆通常是一种含水混合物,其中包括亚微米研磨颗粒和化学物质。  对晶片施加一个力,将其压入焊盘,两者都产生运动,从而产生相对速度。  这种运动和力量会将研磨剂推到基底上,从而在晶片表面产生磨损。  添加到研磨液中的化学成分会改变晶片表面的抛光材料。  这种磨蚀与化学变化相结合的机械效应被称为化学机械平面化或抛光(CMP)。  与单独使用化学效应和机械效应相比,同时使用化学效应和机械效应的材料去除率可轻松提高一个数量级。  同样,抛光后表面的光滑度也是通过化学和机械效应共同作用来优化的。

CMP 现在用来做什么?

20 世纪 80 年代,半导体行业正努力应对摩尔定律所要求的尺寸扩展。  缩小晶体管器件的尺寸后,需要更多层次的布线将它们连接起来。  每沉积一层电介质或金属并蚀刻出一个图案,就会在晶片表面形成更多的形貌。  地形影响了为下一个图案进行光刻的能力。  化学机械平坦化(也称 CMP)是将化学机械抛光的原理应用于在图案化之前将电介质表面的形貌平坦化或平面化的工艺中而诞生的。

不久之后,应用于电介质薄膜的 CMP 工艺也被应用于导体薄膜,如钨、钛和掺杂多晶硅。  在平面化电介质上蚀刻出沟槽。  这些槽被金属过度填充,然后用 CMP 工艺去除多余的金属,使金属只留在槽内。  从那时起,利用这些工艺制作的平面图案就能为层数不断增加的互连线路实现高产量。  从一开始,CMP 工艺的应用数量就激增。  起初,它们主要用于新的线路结构和材料。  在转向铜工艺时,氧化物 CMP 和钨 CMP 工艺被铜 CMP 和钽阻挡层 CMP 所取代。  最近,在设备制造中使用 CMP 制造新结构和新材料的技术不断攀升。  长期以来,浅沟隔离(STI)CMP 是前端唯一的 CMP 类型。  现在要过渡到金属栅极晶体管,需要额外的电介质 CMP 工艺和额外的金属 CMP 工艺。  超越标准二维晶体管的发展将延续这一趋势,即增加 CMP 步骤。

电子行业的其他部门也看到了 CMP 的能力,并充分利用了这一优势。  CMP 应用程序现在包括创建硬盘驱动器和读写磁头的特殊程序。  用于晶片的 CMP 的某些方面已被用于制造玻璃面板和光学元件。  此外,用于 3DIC 和晶圆级封装的 CMP 以及用于 LED 照明等多种用途的替代基板也在迅速发展。

怎么做?

目前最大的 CMP 工艺设备供应商是应用材料公司和荏原公司。  现在销售的工具有 2、3 或 4 个转台,称为压盘,垫块安装在上面。  这样就能在一个工具中完成多步 CMP 过程。  晶圆从晶圆盒被送到装载站,在装载站,晶圆被临时固定到一个晶圆托架或抛光头上,利用真空吸起晶圆,晶圆要抛光的一面朝下。  在抛光过程中,载体落在研磨垫的一侧,载体和压盘朝同一方向旋转。  这是在紧凑的空间内使晶片和焊盘之间产生相当均匀的相对速度的好方法。  如今,先进的切割头能够预压缩焊盘,并对下压力进行不同程度的径向控制,以根据需要调整整个晶片的去除率。  泥浆以可控的数量被输送到靠近垫子中心的垫子表面。 在离心力的作用下,它向晶圆移动,然后离开垫子边缘进行处理。

在当今的 CMP 工艺工具中,最后一个抛光步骤完成后,晶片会被送到工具的清洁部分。  我们非常小心地清除抛光过程中产生的微粒。  这些系统的共同要素是用 PVA 泡沫制成的刷子对晶片进行双面擦洗的刷盒。  另一个常见的元素是旋转箱,晶圆在旋转箱中以高转速旋转漂洗,然后烘干。  此外,IPEC、Speedfam 和 Strasbaugh 等抛光机的安装量也很大,这些抛光机在抛光后会将晶片送入湿式晶片盒。  然后将湿盒放入一个独立的清洁器中,该清洁器的名称为 OnTrak 或 DNS。

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