CMP (химико-механическая полировка) - это единственная технология, используемая в современном промышленном производстве для полировки поверхности заготовок и глобальной планаризации поверхности пластин при производстве интегральных схем. Процесс CMP обеспечивает полировку поверхности за счет химического и механического воздействия. Он широко применяется в технологии производства интегральных схем, планаризации полупроводниковых чипов, аэрокосмических материалов, металлургии и зеркальной полировке материалов в оптико-электронной промышленности.
Схема процесса полировки Jizhi Electronics CMP
В зависимости от типа полируемого материала CMP можно разделить на три основные категории:
(1) Подложки: Преимущественно кремниевые материалы.
(2) Металлы: Включая металлические соединительные слои Al/Cu, диффузионные барьерные слои и адгезионные слои, такие как Ta/Ti/TiN/TiNxCy.
(3) Диэлектрики: Включая ILD (межслойные диэлектрики), такие как SiO2/BPSG/PSG, и пассивирующие или барьерные слои, такие как Si3N4/SiOxNy.
В процессе CMP химические агенты в полировальной суспензии окисляют поверхность материала подложки, образуя относительно мягкий оксидный слой. Затем этот оксидный слой удаляется посредством механического трения. Повторяющийся цикл образования окисной пленки и ее механического удаления позволяет добиться эффективной полировки.
Среди сегментов материалов для CMP наиболее важными материалами являются полировальный шлам и полировальные коврики. Другие материалы для полировки включают полировальные головки, шлифовальные пластины, контрольное оборудование и оборудование для очистки.
Полировочный шлам
Полировальная суспензия является ключевым фактором, влияющим на качество и эффективность химико-механической полировки. Ее эффективность обычно оценивается путем измерения скорости удаления материала (MRR) и шероховатости поверхности (Ra). Состав обычно включает абразивы, окислители и другие добавки. Состав выбирается в зависимости от физико-химических свойств полируемого материала и требований к эффективности полировки.
-
Полировальная суспензия CeO2 (оксид церия): подходит для полировки мягких металлов, кремния и других материалов. Это наиболее широко используемая полировальная суспензия, обычно применяемая в химико-механической полировке таких изделий, как экраны мобильных телефонов, оптическое стекло, ЖК-дисплеи и жесткие диски.
-
Полировальный шлам Al2O3 (оксид алюминия): Обеспечивает высокую твердость и низкую стоимость. В основном используется для металлических материалов, таких как алюминиевые сплавы и нержавеющая сталь, а также для сапфировых подложек.
-
Полировальная суспензия SiO2 (оксид кремния): Отличается малым размером частиц и наноразмерными свойствами высокой чистоты, что делает его пригодным для полировки полупроводниковых интегральных схем, сапфира и подложек из карбида кремния.
-
Алмазная полировальная суспензия: Отличается высокой твердостью и угловатыми абразивными частицами, подходит для обработки твердых материалов, таких как оптические кристаллы, магнитные головки, жесткие диски, сверхтвердые сплавы и керамика.
В зависимости от технологических требований полировальные растворы делятся на грубые, средние и тонкие. Рецептура должна быть скорректирована и усовершенствована в зависимости от свойств полируемого материала.
Полировальные пады
В процессе химико-механической полировки полировальный диск выполняет следующие функции:
(1) Хранит и подает полировальный раствор в зону полировки для обеспечения непрерывной и равномерной полировки.
(2) Перемещение материала для снятия необходимой механической нагрузки.
(3) Удаляет побочные продукты (такие как продукты окисления и остатки полировки) из зоны полировки.
(4) Образует слой полировальной суспензии определенной толщины, обеспечивая место для химических реакций и механического удаления во время полировки.
По материалу полировальные круги можно разделить на твердые и мягкие. Жесткие полировальники лучше обеспечивают плоскостность поверхности заготовки, а мягкие полировальники позволяют получить полированные поверхности с тонкими слоями повреждений и низкой шероховатостью. Обычно используются жесткие полировальные круги: круги из грубой ткани, круги из волокнистой ткани и полиэтиленовые круги. Мягкие полировальные пады включают полиуретановые пады, композитные полировальные пады и пады из ворсистой ткани. Для тонкой обработки поверхностей часто используются тонкие полировальные пады, такие как полировальные пады из влажной ткани.
В настоящее время при поддержке национальной политики в Китае в области CMP среднего и низкого ценового сегмента были созданы альтернативы иностранным технологиям и продуктам. Однако по сравнению с международными гигантами в области высокотехнологичного оборудования и передовых технологий сохраняется значительное отставание. Продолжение углубленных исследований технологии CMP, производство ключевых материалов, оборудования или процессов с независимыми правами на интеллектуальную собственность, достижение независимых технологий и патентов на высококлассные полировальные материалы CMP, а также снижение давления затрат на покупку иностранных расходных материалов для полировки - вот направления усилий и развития всех практиков в полировальной отрасли.
Команда разработчиков Jizhi Electronics - 15 лет опытных инженеров по разработке рецептур полировальных растворов для CMP, которые помогут вам справиться с проблемами полировки!
