Proces proizvodnje ključeva za pločice

Proces poliranja
Uz kontinuirani razvoj tehnologije proizvodnje integriranih kola (IC), veličina karakteristika čipa je sve manja i manja, povećava se broj slojeva međusobne veze, a povećava se i promjer pločice. Da bi se postiglo višeslojno ožičenje, površina pločice mora imati izuzetno visoku ravnost, glatkoću i čistoću, a hemijsko mehaničko poliranje (CMP) je trenutno najefikasnija tehnologija ravnanja pločice. Naziva se pet najvažnijih ključnih tehnologija u proizvodnji IC zajedno sa litografijom, jetkanjem, ionskom implantacijom i 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) vrlo je vjerovatno da će uzrokovati probleme kao što su lomljenje i grebanje Low-k materijala i ljuštenje Low-k medija/bakar interfejsa. CMP ultra niskog pritiska (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
U CMP procesu, glava za poliranje uglavnom igra sljedeće uloge: ① Pritiskati pločicu; ② Pokretanje pločice da se okreće i prenosi obrtni moment; ③ Uvjerite se da su pločica i jastučić za poliranje uvijek dobro postavljeni bez padanja ili krhotina. Osim toga, u vrhunskoj CMP opremi, glava za poliranje je poželjno u stanju stegnuti pločicu svojom vlastitom strukturom bez pomoći vanjskih uvjeta kako bi se poboljšala efikasnost proizvodnje.
Zonska glava za poliranje pod pritiskom je važan faktor u mjerenju tehničkog nivoa CMP opreme. Njegova osnovna ideja dolazi od modela Preston. Prema ovom modelu. Prema istraživanju CHEN-a i saradnika, što više pregrada ima glava za poliranje, to je veća njena sposobnost prilagođavanja brzine uklanjanja materijala. Međutim, što je više particija, to je njena struktura složenija i teže ju je razviti. Ne postoji poseban zahtjev za podjelu veličine svake zone glave za poliranje. Može se podijeliti jednako ili podijeliti prema stvarnoj unutrašnjoj strukturi glave za poliranje.
Da bi se spriječilo izbacivanje pločice tijekom rotacije, glava za poliranje mora imati strukturu prstena za pričvršćivanje. U istoriji razvoja CMP tehnologije pojavila su se dva tipa potpornih prstenova: fiksni potporni prstenovi i plutajući potporni prstenovi. Budući da fiksni pričvrsni prsten ne može izbjeći efekat ivice, trenutna glavna CMP oprema koristi plutajući pričvrsni prsten. Primjenom različitih pritisaka na plutajući pričvrsni prsten, kontaktno stanje između pločice i polirne ploče može se podesiti, čime se efektivno poboljšava efekat ivice.
Budući da prsten za pričvršćivanje čvrsto pristaje uz polirnu podlogu, na dnu pričvrsnog prstena mora biti dizajniran niz žljebova koji vode tekućinu za poliranje da nesmetano uđe u sučelje pločice/podmetača za poliranje. Osim toga, kako bi se produžio vijek trajanja, potporni prsten treba odabrati od materijala visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju i habanja kao što je polifenilen sulfid (PPS) ili polietereterketon (PEEK).
Kao što je ranije spomenuto, važna funkcija glave za poliranje je da stegne pločicu i ostvari brz i pouzdan prijenos pločice između stanice za utovar i istovar i stanice za poliranje. U istoriji razvoja CMP tehnologije, postojale su mnoge metode stezanja kao što su mehaničko stezanje, spajanje parafina i vakuumske usisne čaše, ali gore navedene metode više ne mogu zadovoljiti zahtjeve vrhunske CMP opreme u pogledu efikasnosti, pouzdanosti, i čistoća. Glava za poliranje sa više zona koristi metodu vakuumske adsorpcije za stezanje pločice. Osnovni princip je prikazan na slici 2. Prvo, pozitivni pritisak se primjenjuje na višezonski zračni jastuk kako bi se istisnuo zrak između zračnog jastuka i pločice, a zatim se koristi kontrola kombinacije pozitivnog i negativnog tlaka različitih pregrada zračnog jastuka za formiranje zona negativnog pritiska između vazdušnog jastuka i pločice, a pločica je čvrsto adsorbovana na glavi za poliranje. Ova metoda u potpunosti koristi strukturu višezonskog vazdušnog jastuka same glave za poliranje i ima prednosti brzog, pouzdanog i bez zagađenja.