Procés de fabricació de claus d'hòsties

Procés de polit
Amb el desenvolupament continu de la tecnologia de fabricació de circuits integrats (IC), la mida de les funcions del xip és cada cop més petita, el nombre de capes d'interconnexió augmenta i el diàmetre de l'hòstia també augmenta. Per aconseguir un cablejat multicapa, la superfície de l'hòstia ha de tenir una planitud, suavitat i netedat extremadament elevades, i el poliment mecànic químic (CMP) és actualment la tecnologia d'aplanament d'hòsties més eficaç. S'anomena les cinc tecnologies clau més bàsiques de la fabricació d'IC ​​juntament amb la litografia, el gravat, la implantació d'ions i el 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) és molt probable que ocasioni problemes com ara trencament i rascades de materials de baix k i pelat de la interfície mitjà/coure de baix k. CMP de pressió ultra baixa (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
En el procés CMP, el capçal de poliment té principalment les funcions següents: ① Aplicar pressió a l'hòstia; ② Condueix la hòstia per girar i transmetre el parell; ③ Assegureu-vos que la hòstia i el coixinet de poliment estiguin sempre ben ajustats sense caure ni fragments. A més, en equips CMP de gamma alta, el capçal de poliment és preferiblement capaç de subjectar l'hòstia per la seva pròpia estructura sense l'ajuda de condicions externes per millorar l'eficiència de la producció.
El capçal de poliment a pressió zonat és un factor important per mesurar el nivell tècnic dels equips CMP. La seva idea central prové del model Preston. Segons aquest model. Segons la investigació de CHEN et al., com més particions tingui un capçal de poliment, més forta serà la seva capacitat per ajustar la taxa d'eliminació de material. Tanmateix, com més particions hi ha, més complexa és la seva estructura i més difícil és el seu desenvolupament. No hi ha cap requisit específic per a la divisió de mida de cada zona del capçal de poliment. Es pot dividir per igual o dividir-se segons l'estructura interna real del capçal de poliment.
Per evitar que l'hòstia es llenceu fora durant la rotació, el capçal de poliment ha de tenir una estructura d'anell de retenció. En la història del desenvolupament de la tecnologia CMP, han aparegut dos tipus d'anells de retenció: anells de retenció fixes i anells de retenció flotants. Atès que l'anell de retenció fix no pot evitar l'efecte de vora, l'equip CMP principal actual utilitza un anell de retenció flotant. Aplicant diferents pressions a l'anell de retenció flotant, es pot ajustar l'estat de contacte entre l'hòstia i el coixinet de poliment, millorant així de manera efectiva l'efecte de vora.
Atès que l'anell de retenció s'adapta perfectament al coixinet de poliment, s'han de dissenyar una sèrie de ranures a la part inferior de l'anell de retenció per guiar el líquid de poliment perquè entri suaument a la interfície d'hòstia/coixinet de poliment. A més, per millorar la vida útil, l'anell de retenció s'ha de seleccionar entre materials d'alta resistència, resistents a la corrosió i resistents al desgast, com ara el sulfur de polifenilè (PPS) o el polieteretercetona (PEEK).
Com s'ha esmentat anteriorment, una funció important del capçal de poliment és subjectar l'hòstia i realitzar la transferència ràpida i fiable de l'hòstia entre l'estació de càrrega i descàrrega i l'estació de polit. En la història del desenvolupament de la tecnologia CMP, hi ha hagut molts mètodes de subjecció com ara la subjecció mecànica, l'enllaç de parafina i les ventoses al buit, però els mètodes anteriors ja no poden complir els requisits dels equips CMP de gamma alta en termes d'eficiència, fiabilitat, i neteja. El capçal de poliment multizona utilitza un mètode d'adsorció al buit per subjectar l'hòstia. El principi bàsic es mostra a la figura 2. En primer lloc, s'aplica pressió positiva al coixí d'aire multizona per esprémer l'aire entre el coixí d'aire i l'hòstia, i després s'utilitza el control de combinació de pressió positiva i negativa de diferents particions de coixí d'aire per formar una zona de pressió negativa entre l'airbag i l'hòstia, i l'hòstia s'adsorbeix fermament al capçal de poliment. Aquest mètode fa un ús total de l'estructura del coixí d'aire multizona del propi capçal de polit i té els avantatges de ser ràpid, fiable i lliure de contaminació.