Proses Gweithgynhyrchu Allwedd Wafferi

Proses sgleinio
Gyda datblygiad parhaus technoleg gweithgynhyrchu cylched integredig (IC), mae maint y nodwedd sglodion yn mynd yn llai ac yn llai, mae nifer yr haenau rhyng-gysylltiad yn cynyddu, ac mae diamedr y wafer hefyd yn cynyddu. Er mwyn cyflawni gwifrau aml-haen, rhaid i'r wyneb waffer fod â gwastadrwydd, llyfnder a glendid hynod o uchel, a sgleinio mecanyddol cemegol (CMP) yw'r dechnoleg fflatio wafferi mwyaf effeithiol ar hyn o bryd. Fe'i gelwir yn bum technoleg allweddol fwyaf craidd gweithgynhyrchu IC ynghyd â lithograffeg, ysgythru, mewnblannu ïon, a 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) yn debygol iawn o achosi problemau megis torri a chrafu deunyddiau Isel k a phlicio rhyngwyneb Isel-k canolig/copr. CMP pwysedd isel iawn (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
Yn y broses CMP, mae'r pen caboli yn chwarae'r rolau canlynol yn bennaf: ① Rhoi pwysau ar y wafer; ② Gyrrwch y wafer i gylchdroi a thrawsyrru torque; ③ Sicrhewch fod y wafer a'r pad caboli bob amser wedi'u gosod yn dda heb syrthio i ffwrdd na darnau. Yn ogystal, mewn offer CMP pen uchel, mae'n well bod y pen caboli yn gallu clampio'r wafer yn ôl ei strwythur ei hun heb gymorth amodau allanol i wella effeithlonrwydd cynhyrchu.
Mae'r pen caboli pwysau parth yn ffactor pwysig wrth fesur lefel dechnegol offer CMP. Daw ei syniad craidd o fodel Preston. Yn ôl y model hwn. Yn ôl ymchwil CHEN et al., y mwyaf o raniadau sydd gan ben caboli, y cryfaf yw ei allu i addasu'r gyfradd symud deunydd. Fodd bynnag, po fwyaf o raniadau sydd, y mwyaf cymhleth yw ei strwythur a'r anoddaf yw ei ddatblygu. Nid oes unrhyw ofyniad penodol ar gyfer rhaniad maint pob parth o'r pen caboli. Gellir ei rannu'n gyfartal neu ei rannu yn ôl strwythur mewnol gwirioneddol y pen caboli.
Er mwyn atal y wafer rhag cael ei daflu allan yn ystod cylchdroi, rhaid i'r pen caboli gael strwythur cylch cadw. Yn hanes datblygu technoleg CMP, mae dau fath o fodrwyau cadw wedi ymddangos: modrwyau cadw sefydlog a modrwyau cadw fel y bo'r angen. Gan na all y cylch cadw sefydlog osgoi'r effaith ymyl, mae'r offer CMP prif ffrwd presennol yn defnyddio cylch cadw arnofiol. Trwy gymhwyso gwahanol bwysau ar y cylch cadw arnofiol, gellir addasu'r cyflwr cyswllt rhwng y wafer a'r pad caboli, a thrwy hynny wella'r effaith ymyl yn effeithiol.
Gan fod y cylch cadw yn cyd-fynd yn dynn â'r pad caboli, rhaid dylunio cyfres o rigolau ar waelod y cylch cadw i arwain yr hylif caboli i fynd i mewn i'r rhyngwyneb wafer / pad caboli yn esmwyth. Yn ogystal, er mwyn gwella'r bywyd, mae angen dewis y cylch cadw o ddeunyddiau cryfder uchel, gwrthsefyll cyrydiad, sy'n gwrthsefyll traul fel sylffid polyphenylen (PPS) neu polyetheretherketone (PEEK).
Fel y soniwyd yn gynharach, un o swyddogaethau pwysig y pen caboli yw clampio'r wafer a gwireddu trosglwyddiad cyflym a dibynadwy'r wafer rhwng yr orsaf lwytho a dadlwytho a'r orsaf sgleinio. Yn hanes datblygu technoleg CMP, bu llawer o ddulliau clampio megis clampio mecanyddol, bondio paraffin, a chwpanau sugno gwactod, ond ni all y dulliau uchod bellach fodloni gofynion offer CMP pen uchel o ran effeithlonrwydd, dibynadwyedd, a glendid. Mae'r pen caboli aml-barth yn defnyddio dull arsugniad gwactod i glampio'r wafer. Dangosir yr egwyddor sylfaenol yn Ffigur 2. Yn gyntaf, mae pwysau cadarnhaol yn cael ei gymhwyso i'r bag aer aml-barth i wasgu'r aer rhwng y bag aer a'r wafer, ac yna defnyddir rheolaeth cyfuniad pwysedd positif a negyddol gwahanol raniadau bag aer i ffurfio parth pwysedd negyddol rhwng y bag aer a'r wafer, ac mae'r wafer wedi'i arsugno'n gadarn ar y pen caboli. Mae'r dull hwn yn gwneud defnydd llawn o strwythur bag aer aml-barth y pen caboli ei hun, ac mae ganddo fanteision cyflym, dibynadwy a di-lygredd.