वेफर कुंजी विनिर्माण प्रक्रिया

पॉलिश करने की प्रक्रिया
एकीकृत सर्किट (आईसी) विनिर्माण प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, चिप फीचर का आकार छोटा और छोटा होता जा रहा है, इंटरकनेक्शन परतों की संख्या बढ़ रही है, और वेफर व्यास भी बढ़ रहा है। मल्टी-लेयर वायरिंग प्राप्त करने के लिए, वेफर सतह में अत्यधिक समतलता, चिकनाई और सफाई होनी चाहिए, और रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (सीएमपी) वर्तमान में सबसे प्रभावी वेफर फ़्लैटनिंग तकनीक है। इसे लिथोग्राफी, नक़्क़ाशी, आयन प्रत्यारोपण और पीवीडी/सीवीडी सहित आईसी विनिर्माण की पांच सबसे प्रमुख प्रमुख प्रौद्योगिकियों कहा जाता है।
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 केपीए) के कारण लो-के सामग्रियों के टूटने और खरोंचने और लो-के मीडियम/कॉपर इंटरफेस के छिलने जैसी समस्याएं होने की बहुत संभावना है। अल्ट्रा-लो प्रेशर सीएमपी (<3.448 kPa) will be the main development direction of CMP equipment and technology in the future.
सीएमपी प्रक्रिया में, पॉलिशिंग हेड मुख्य रूप से निम्नलिखित भूमिका निभाता है: ① वेफर पर दबाव लागू करें; ② वेफर को घुमाने और टॉर्क संचारित करने के लिए ड्राइव करें; ③ सुनिश्चित करें कि वेफर और पॉलिशिंग पैड हमेशा बिना गिरे या टूटे हुए अच्छी तरह फिट हों। इसके अलावा, उच्च-स्तरीय सीएमपी उपकरणों में, पॉलिशिंग हेड उत्पादन दक्षता में सुधार के लिए बाहरी परिस्थितियों की मदद के बिना वेफर को अपनी संरचना से जकड़ने में सक्षम होता है।
ज़ोनड प्रेशर पॉलिशिंग हेड सीएमपी उपकरण के तकनीकी स्तर को मापने में एक महत्वपूर्ण कारक है। इसका मूल विचार प्रेस्टन मॉडल से आता है। इस मॉडल के अनुसार. चेन एट अल के शोध के अनुसार, एक पॉलिशिंग हेड में जितने अधिक विभाजन होंगे, सामग्री हटाने की दर को समायोजित करने की उसकी क्षमता उतनी ही मजबूत होगी। हालाँकि, जितने अधिक विभाजन होंगे, इसकी संरचना उतनी ही जटिल होगी और इसे विकसित करना उतना ही कठिन होगा। पॉलिशिंग हेड के प्रत्येक क्षेत्र के आकार विभाजन के लिए कोई विशिष्ट आवश्यकता नहीं है। इसे पॉलिशिंग हेड की वास्तविक आंतरिक संरचना के अनुसार समान रूप से या विभाजित किया जा सकता है।
रोटेशन के दौरान वेफर को बाहर फेंकने से रोकने के लिए, पॉलिशिंग हेड में एक रिटेनिंग रिंग संरचना होनी चाहिए। सीएमपी प्रौद्योगिकी के विकास के इतिहास में, दो प्रकार की रिटेनिंग रिंग सामने आई हैं: फिक्स्ड रिटेनिंग रिंग्स और फ्लोटिंग रिटेनिंग रिंग्स। चूंकि फिक्स्ड रिटेनिंग रिंग किनारे के प्रभाव से बच नहीं सकती है, इसलिए वर्तमान मुख्यधारा सीएमपी उपकरण फ्लोटिंग रिटेनिंग रिंग का उपयोग करता है। फ्लोटिंग रिटेनिंग रिंग पर विभिन्न दबाव लागू करके, वेफर और पॉलिशिंग पैड के बीच संपर्क स्थिति को समायोजित किया जा सकता है, जिससे किनारे के प्रभाव में प्रभावी ढंग से सुधार होता है।
चूंकि रिटेनिंग रिंग पॉलिशिंग पैड के साथ कसकर फिट बैठती है, इसलिए पॉलिशिंग तरल को वेफर/पॉलिशिंग पैड इंटरफेस में आसानी से प्रवेश करने के लिए मार्गदर्शन करने के लिए रिटेनिंग रिंग के नीचे खांचे की एक श्रृंखला डिजाइन की जानी चाहिए। इसके अलावा, जीवन को बेहतर बनाने के लिए, रिटेनिंग रिंग को उच्च शक्ति, संक्षारण प्रतिरोधी और पहनने के लिए प्रतिरोधी सामग्री जैसे पॉलीफेनिलीन सल्फाइड (पीपीएस) या पॉलीएथेरेथेरकेटोन (पीईईके) से चुना जाना चाहिए।
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, पॉलिशिंग हेड का एक महत्वपूर्ण कार्य वेफर को क्लैंप करना और लोडिंग और अनलोडिंग स्टेशन और पॉलिशिंग स्टेशन के बीच वेफर के तेज़ और विश्वसनीय हस्तांतरण का एहसास करना है। सीएमपी प्रौद्योगिकी के विकास के इतिहास में, मैकेनिकल क्लैंपिंग, पैराफिन बॉन्डिंग और वैक्यूम सक्शन कप जैसी कई क्लैंपिंग विधियां रही हैं, लेकिन उपरोक्त विधियां अब दक्षता, विश्वसनीयता के मामले में उच्च अंत सीएमपी उपकरण की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकती हैं। और स्वच्छता. मल्टी-ज़ोन पॉलिशिंग हेड वेफर को क्लैंप करने के लिए वैक्यूम सोखना विधि का उपयोग करता है। मूल सिद्धांत चित्र 2 में दिखाया गया है। सबसे पहले, एयरबैग और वेफर के बीच हवा को निचोड़ने के लिए मल्टी-ज़ोन एयरबैग पर सकारात्मक दबाव लागू किया जाता है, और फिर विभिन्न एयरबैग विभाजन के सकारात्मक और नकारात्मक दबाव संयोजन नियंत्रण का उपयोग किया जाता है एयरबैग और वेफर के बीच एक नकारात्मक दबाव क्षेत्र होता है, और वेफर पॉलिशिंग हेड पर मजबूती से सोख लिया जाता है। यह विधि पॉलिशिंग हेड की मल्टी-ज़ोन एयरबैग संरचना का पूर्ण उपयोग करती है, और इसमें तेज़, विश्वसनीय और प्रदूषण-मुक्त होने के फायदे हैं।