CMP, also chemisch-mechanisches Polieren, chemisch-mechanisches Polieren.
CMPPAD, also chemisch-mechanisches Polierpad, chemisch-mechanisches Polierpad.
1. Grundprinzipien von CMP
Makroskopisch gesehen ist das Grundprinzip von CMP: Der rotierende polierte Wafer wird auf das elastische Polierpad des CMP-Pads gedrückt, das sich in die gleiche Richtung dreht, und die Polierschlämme fließt kontinuierlich zwischen dem Wafer und der Grundplatte. Die oberen und unteren Scheiben arbeiten mit hoher Geschwindigkeit umgekehrt, und das Reaktionsprodukt auf der Oberfläche des polierten Wafers wird ständig abgezogen, und die neue Polierschlämme wird hinzugefügt, und das Reaktionsprodukt wird beim Polieren abgeführt Aufschlämmung. Die neu freigelegte Waferebene erfährt erneut eine chemische Reaktion, und das Produkt wird dann abgezogen und hin und her zirkuliert, wobei unter der kombinierten Wirkung des Substrats, der Schleifpartikel und des chemischen Reaktionsmittels eine ultrafeine Oberfläche entsteht.
2. Anwendung von CMP
Das Konzept der CMP-Technologie wurde erstmals 1965 von Monsanto vorgeschlagen. Diese Technologie wurde ursprünglich verwendet, um hochwertige Glasoberflächen zu erhalten, beispielsweise für Militärteleskope. 1988 begann IBM, die CMP-Technologie bei der Herstellung von 4M-DRAM anzuwenden, und seit IBM 1991 CMP erfolgreich bei der Produktion von 64M-DRAM einsetzte, hat sich die CMP-Technologie weltweit rasant weiterentwickelt. Im Gegensatz zu herkömmlichen rein mechanischen oder rein chemischen Poliermethoden ist CMP nutzt eine Kombination aus chemischen und mechanischen Effekten, um Oberflächenschäden durch einfaches mechanisches Polieren und Mängel wie langsame Poliergeschwindigkeit, schlechte Oberflächenebenheit und Polierkonsistenz zu vermeiden, die leicht durch einfaches chemisches Polieren verursacht werden. Es nutzt das Prinzip des „weichen Schleifens und hart“ beim Verschleiß, d. Durch die organische Kombination zwischen der Schleifwirkung der Nanopartikel und der korrosiven Wirkung des Oxidationsmittels entsteht eine glatte Oberfläche auf der Oberfläche des polierten Werkstücks. Die am weitesten verbreitete Anwendung der CMP-Technologie ist das Polieren von Siliziumwafern aus Matrixmaterialien in integrierten Schaltkreisen (IC) und ultragroßen integrierten Schaltkreisen (ULSI). International wird allgemein davon ausgegangen, dass die charakteristische Größe des Geräts darunter liegt 0,35 µm muss eine globale Planarisierung durchgeführt werden, um die Genauigkeit und Auflösung der lithografischen Bildübertragung sicherzustellen. CMP ist derzeit fast die einzige Technologie, die eine globale Planarisierung ermöglichen kann, und ihr Anwendungsbereich erweitert sich von Tag zu Tag.
Gegenwärtig hat sich die CMP-Technologie zu einer CMP-Technologie mit chemisch-mechanischer Poliermaschine als Hauptbestandteil entwickelt, die Online-Erkennung, Endpunkterkennung, Reinigung und andere Technologien integriert. Es ist das Produkt der Entwicklung integrierter Schaltkreise zu Mikroverfeinerungs-, Mehrschicht-, Verdünnungs- und Glättungsprozessen. Gleichzeitig ist es auch eine notwendige Prozesstechnologie für den Übergang von Wafern von 200 mm auf 300 mm und noch größere Durchmesser, um die Produktivität zu steigern, die Herstellungskosten zu senken und das Substrat weltweit zu glätten.
3. Technische Ausrüstung und Verbrauchsmaterialien von CMP
CMP, das heißt chemisch-mechanisches Polieren, chemisch-mechanisches Polieren. Zu den in der CMP-Technologie verwendeten Geräten und Verbrauchsmaterialien gehören: Poliermaschine, Polierschlamm, CMP-Pad-Polierpad, Post-CMP-Reinigungsgeräte, Polierendpunkterkennungs- und Prozesskontrollgeräte, Abfallbehandlungs- und Prüfgeräte usw. Poliermaschine, Polierschlamm und CMPPAD-Polierpad sind die drei Schlüsselelemente des CMP-Prozesses, und ihre Leistung und gegenseitige Abstimmung bestimmen das Niveau von Oberflächenebenheit, die CMP erreichen kann. Unter diesen sind die Polierschlämme und das CMPPAD-Polierpad Verbrauchsmaterialien.
Viertens die Hauptprobleme im CMP-Prozess
Das ultimative Ziel der Polierschlammforschung besteht darin, die beste Kombination aus chemischen und mechanischen Effekten zu finden, sodass eine Polierschlamm mit hoher Abtragsrate, guter Ebenheit, guter Gleichmäßigkeit der Filmdicke und hoher Selektivität erhalten werden kann. Darüber hinaus müssen Aspekte wie einfache Reinigung, Korrosion der Ausrüstung, Abfallentsorgungskosten und Sicherheit berücksichtigt werden.
Die Reduzierung von Fehlern ist ein ewiges Thema im CMP-Prozess und sogar in der gesamten Chipherstellung. Die Halbleiterindustrie hat auch entsprechende „unausgesprochene Regeln“ für den CMP-Prozess, das heißt, der Materialverlust des Geräts nach dem CMP-Prozess sollte weniger als 10 % der Dicke des gesamten Geräts betragen Kontrolle und Endausbeute werden immer offensichtlicher. Die Größe schwerwiegender Fehler erfordert mindestens 50 % der Gerätegröße.
V. Entwicklungsperspektiven von CMP
Das Halbleitermaterial mit großer Bandlücke der dritten-Generation, dargestellt durch Galliumnitrid (GaN), hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt. Auf Galliumnitrid (GaN)-basierte Halbleitermaterialien zeichnen sich durch hohe Lichtausbeute, gute Wärmeleitfähigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit, hohe Festigkeit und hohe Härte aus und können zu hocheffizienten blauen und grünen Leuchtdioden und Laserdioden (auch als Laser bezeichnet) verarbeitet werden. Galliumnitrid (GaN)-Materialien können jedoch selbst keine Einkristalle züchten und müssen auf einem ähnlichen Substratmaterial gezüchtet werden Struktur. Derzeit ist das international anerkannte Substratmaterial Saphirkristall. Mit der wachsenden Marktnachfrage nach Galliumnitrid (GaN)-Materialien wird auch die Nachfrage nach Saphir schnell wachsen.