CMP, c'est-à-dire polissage chimico-mécanique, polissage chimico-mécanique.
CMPPAD, c'est-à-dire tampon de polissage chimico-mécanique, tampon de polissage chimico-mécanique.
1. Principes de base du CMP
Macroscopiquement parlant, le principe de base du CMP est le suivant : la plaquette polie rotative est pressée sur le tampon de polissage élastique du tampon CMP qui tourne dans la même direction, et la suspension de polissage s'écoule en continu entre la plaquette et la plaque de base. Les disques supérieur et inférieur fonctionnent en sens inverse à grande vitesse, et le produit de réaction sur la surface de la plaquette polie est constamment décollé, et la nouvelle suspension de polissage est ajoutée, et le produit de réaction est éliminé avec le polissage. boue.Le plan de plaquette nouvellement exposé subit à nouveau une réaction chimique, et le produit est ensuite décollé et circule d'avant en arrière, formant une surface ultra-fine sous l'action combinée du substrat, des particules abrasives et de l'agent de réaction chimique.
2. Application du CMP
Le concept de technologie CMP a été proposé pour la première fois par Monsanto en 1965. Cette technologie était à l'origine utilisée pour obtenir des surfaces en verre de haute qualité, telles que celles des télescopes militaires. En 1988, IBM a commencé à appliquer la technologie CMP à la fabrication de DRAM 4M, et depuis qu'IBM a appliqué avec succès le CMP à la production de DRAM 64M en 1991, la technologie CMP s'est développée rapidement dans le monde entier. Contrairement aux méthodes traditionnelles de polissage purement mécaniques ou purement chimiques, le CMP utilise une combinaison d'effets chimiques et mécaniques pour éviter les dommages de surface causés par un simple polissage mécanique et des défauts tels qu'une vitesse de polissage lente, une mauvaise planéité de la surface et une consistance du polissage qui sont facilement causées par un simple polissage chimique. Il utilise le principe du «meulage doux et dur» à l'usure, c'est-à-dire que des matériaux plus doux sont utilisés pour le polissage afin d'obtenir un polissage de surface de haute qualité. Sous une certaine pression et en présence de boue de polissage, la pièce polie se déplace par rapport au tampon de polissage. Grâce à la combinaison organique entre l'effet de broyage des nano-particules et l'effet corrosif de l'oxydant, une surface lisse se forme à la surface de la pièce polie. L'application la plus largement utilisée de la technologie CMP est le polissage de tranches de silicium de matériaux matriciels dans les circuits intégrés (IC) et les circuits intégrés à très grande échelle (ULSI). On pense généralement au niveau international que lorsque la taille caractéristique de l'appareil est inférieure 0,35 µm, une planarisation globale doit être effectuée pour garantir la précision et la résolution de la transmission des images lithographiques, et CMP est actuellement presque la seule technologie capable de fournir une planarisation globale, et sa gamme d'applications s'élargit de jour en jour.
À l'heure actuelle, la technologie CMP s'est développée pour devenir une technologie CMP avec une machine de polissage chimico-mécanique comme corps principal, intégrant la détection en ligne, la détection du point final, le nettoyage et d'autres technologies. C'est le produit du développement des circuits intégrés vers des processus de micro-raffinement, multicouches, d'amincissement et d'aplatissement. En même temps, c'est également une technologie de processus nécessaire pour la transition des tranches de 200 mm à 300 mm et même des diamètres plus grands, afin d'augmenter la productivité, de réduire les coûts de fabrication et d'aplatir le substrat à l'échelle mondiale.
3. Équipements techniques et consommables CMP
CMP, c'est-à-dire polissage chimico-mécanique, polissage chimico-mécanique. Les équipements et consommables utilisés dans la technologie CMP comprennent : la machine à polir, la boue de polissage, le tampon de polissage CMP, l'équipement de nettoyage post-CMP, l'équipement de détection du point final de polissage et de contrôle du processus, l'équipement de traitement et de test des déchets, etc. planéité de surface que CMP peut atteindre. Parmi eux, la pâte de polissage et le tampon de polissage CMPPAD sont des consommables.
Quatrièmement, les principaux problèmes du processus CMP
Le but ultime de la recherche sur les boues de polissage est de trouver la meilleure combinaison d'effets chimiques et mécaniques, de sorte qu'une boue de polissage avec un taux d'élimination élevé, une bonne planéité, une bonne uniformité de l'épaisseur du film et une sélectivité élevée puisse être obtenue. De plus, des problèmes tels que la facilité de nettoyage, la corrosion des équipements, les coûts d'élimination des déchets et la sécurité doivent être pris en compte.
La réduction des défauts est un sujet éternel dans le processus CMP et même dans l'ensemble de la fabrication des puces. L'industrie des semi-conducteurs a également des « règles tacites » correspondantes pour le processus CMP, c'est-à-dire que la perte de matière du dispositif après le processus CMP doit être inférieure à 10 % de l'épaisseur de l'ensemble du dispositif. les défauts sur le contrôle du processus et le rendement final deviennent de plus en plus évidents. La taille des défauts fatals nécessite au moins 50 % de la taille de l'appareil.
V. Perspectives de développement du CMP
Le matériau semi-conducteur à large bande interdite de troisième-génération représenté par le nitrure de gallium (GaN) s'est développé rapidement ces dernières années. Les matériaux semi-conducteurs à base de nitrure de gallium (GaN)-ont les caractéristiques d'une efficacité lumineuse élevée, d'une bonne conductivité thermique, d'une résistance aux températures élevées, d'une résistance aux radiations, d'une résistance élevée et d'une dureté élevée, et peuvent être transformés en diodes électroluminescentes bleues et vertes-à haute efficacité et en diodes laser (également connues sous le nom de lasers). Cependant, les matériaux en nitrure de gallium (GaN) ne peuvent pas développer de monocristaux par eux-mêmes et doivent être cultivés sur un matériau de substrat similaire à leur structure.À l'heure actuelle, le matériau de substrat internationalement reconnu est le cristal de saphir. Avec la croissance de la demande du marché pour les matériaux en nitrure de gallium (GaN), la demande de saphir augmentera également rapidement.