CMP, es decir, Pulido Mecánico Químico, pulido mecánico químico.
CMPPAD, es decir, almohadilla de pulido mecánico químico, almohadilla de pulido mecánico químico.
1. Principios básicos de CMP
Macroscópicamente hablando, el principio básico de CMP es: la oblea pulida giratoria se presiona sobre la almohadilla de pulido elástica de la almohadilla CMP que gira en la misma dirección, y la lechada de pulido fluye continuamente entre la oblea y la placa base. Los discos superior e inferior funcionan en reversa a alta velocidad, y el producto de reacción en la superficie de la oblea pulida se pela constantemente, se agrega la nueva lechada de pulido y el producto de reacción se retira con el pulido. lechada.El plano de la oblea recién expuesta sufre una reacción química nuevamente, y luego el producto se despega y circula de un lado a otro, formando una superficie ultra-fina bajo la acción combinada del sustrato, las partículas abrasivas y el agente de reacción química.
2. Aplicación del CMP
El concepto de tecnología CMP fue propuesto por primera vez por Monsanto en 1965. Esta tecnología se utilizó originalmente para obtener superficies de vidrio de alta-calidad, como telescopios militares. En 1988, IBM comenzó a aplicar la tecnología CMP a la fabricación de 4M DRAM y, desde que IBM aplicó con éxito CMP a la producción de 64M DRAM en 1991, la tecnología CMP se ha desarrollado rápidamente en todo el mundo. A diferencia de los métodos tradicionales de pulido puramente mecánicos o puramente químicos, CMP utiliza una combinación de efectos químicos y mecánicos para evitar daños en la superficie causados por el pulido mecánico simple y deficiencias como velocidad de pulido lenta, mala planitud de la superficie y consistencia del pulido que son fácilmente causadas por el pulido químico simple. Utiliza el principio de "esmerilado suave y duro" en el desgaste, es decir, se utilizan materiales más blandos para pulir para lograr un pulido de superficie de alta-calidad. Bajo cierta presión y la presencia de lechada de pulido, la pieza de trabajo pulida se mueve en relación con la almohadilla de pulido. Mediante la combinación orgánica entre el efecto de molienda de las nano-partículas y el efecto corrosivo del oxidante, se forma una superficie lisa en la superficie de la pieza pulida. La aplicación más utilizada de la tecnología CMP es el pulido de obleas de silicio de materiales de matriz en circuitos integrados (IC) y circuitos integrados de ultra-gran-escala (ULSI). Generalmente se cree internacionalmente que cuando el tamaño característico del dispositivo es inferior 0,35 µm, se debe realizar una planarización global para garantizar la precisión y resolución de la transmisión de imágenes litográficas, y CMP es actualmente casi la única tecnología que puede proporcionar una planarización global, y su rango de aplicación se expande día a día.
En la actualidad, la tecnología CMP se ha convertido en una tecnología CMP con una máquina pulidora mecánica química como cuerpo principal, que integra detección en línea, detección{0}}de punto final, limpieza y otras tecnologías. Es producto del desarrollo de circuitos integrados hasta procesos de micro-refinamiento, multicapa, adelgazamiento y aplanamiento. Al mismo tiempo, también es una tecnología de proceso necesaria para la transición de obleas de 200 mm a 300 mm e incluso diámetros mayores, para aumentar la productividad, reducir los costos de fabricación y aplanar el sustrato a nivel global.
3. Equipos técnicos y consumibles de CMP.
CMP, es decir, pulido mecánico químico, pulido mecánico químico. Los equipos y consumibles utilizados en la tecnología CMP incluyen: máquina pulidora, lechada de pulido, almohadilla de pulido CMP, equipo de limpieza post-CMP, equipo de control de proceso y detección del punto final de pulido, equipo de prueba y tratamiento de residuos, etc. La máquina pulidora, la lechada de pulido y la almohadilla de pulido CMPPAD son los tres elementos clave del proceso CMP, y su rendimiento y coincidencia mutua determinan el nivel de planitud de la superficie. que CMP puede lograr. Entre ellos, la lechada de pulido y la almohadilla de pulido CMPPAD son consumibles.
Cuarto, los principales problemas en el proceso CMP.
El objetivo final de la investigación de la lechada de pulido es encontrar la mejor combinación de efectos químicos y mecánicos, de modo que se pueda obtener una lechada de pulido con alta tasa de eliminación, buena planitud, buena uniformidad del espesor de la película y alta selectividad. Además, se deben considerar cuestiones como la facilidad de limpieza, la corrosión de los equipos, los costos de eliminación de residuos y la seguridad.
La reducción de defectos es un tema eterno en el proceso CMP e incluso en toda la fabricación de chips. La industria de semiconductores también tiene las correspondientes "reglas tácitas" para el proceso CMP, es decir, la pérdida de material del dispositivo después del proceso CMP debe ser inferior al 10% del espesor de todo el dispositivo. En otras palabras, la lechada no solo debe eliminar el material de manera efectiva, sino que también debe poder controlar con precisión la tasa de eliminación y el efecto final. A medida que el tamaño característico del dispositivo continúa reduciéndose, el impacto de los defectos en el proceso El control y el rendimiento final se vuelven cada vez más evidentes. El tamaño de los defectos fatales requiere al menos el 50% del tamaño del dispositivo.
V. Perspectivas de desarrollo del CMP
El material semiconductor de banda prohibida amplia de tercera-generación representado por el nitruro de galio (GaN) se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Los materiales semiconductores a base de nitruro de galio (GaN)-tienen las características de alta eficiencia luminosa, buena conductividad térmica, resistencia a altas temperaturas, resistencia a la radiación, alta resistencia y alta dureza, y pueden convertirse en diodos emisores de luz-azules y verdes de alta eficiencia-y diodos láser (también conocidos como láseres). Sin embargo, los materiales de nitruro de galio (GaN) no pueden desarrollar cristales individuales por sí solos y deben cultivarse sobre un material de sustrato similar a su estructura. Actualmente, el material de sustrato reconocido internacionalmente es el cristal de zafiro. Con el crecimiento de la demanda del mercado de materiales de nitruro de galio (GaN), la demanda de zafiro también crecerá rápidamente.