CMP, כלומר, ליטוש כימי מכני, ליטוש כימי מכני.
CMPPAD, כלומר, כרית ליטוש כימית מכנית, כרית ליטוש כימית מכאנית.
1. עקרונות בסיסיים של CMP
מבחינה מקרוסקופית, העיקרון הבסיסי של CMP הוא: הפרוסה המלוטשת המסתובבת נלחצת על כרית הליטוש האלסטית של כרית ה-CMP המסתובבת באותו כיוון, ותלסת הליטוש זורמת ברציפות בין הפרוסה לצלחת הבסיס. הדיסקים העליונים והתחתונים פועלים בהיפוך במהירות גבוהה, ותוצר התגובה על פני השטח של הפרוסה המלוטשת מתווסף כל הזמן, הרוטב המלוטש החדש מתווסף. ותוצר התגובה נלקח משם עם תמיסת הליטוש. מישור הפרוסות החדש שנחשף עובר תגובה כימית שוב, ולאחר מכן התוצר מקולף ומופץ קדימה ואחורה, ויוצר משטח דק במיוחד תחת הפעולה המשולבת של המצע, חלקיקים שוחקים וחומר תגובה כימית.
2. יישום CMP
הרעיון של טכנולוגיית CMP הוצע לראשונה על ידי מונסנטו בשנת 1965. טכנולוגיה זו שימשה במקור להשגת משטחי זכוכית באיכות גבוהה-, כגון טלסקופים צבאיים. בשנת 1988, IBM החלה ליישם את טכנולוגיית CMP לייצור 4M DRAM, ומאז ש-IBM יישמה בהצלחה את CMP לייצור של 64M DRAM ב-1991, התפתחה במהירות הטכנולוגיה המסורתית של CMP ברחבי העולם. שיטות ליטוש מכניות או כימיות גרידא, CMP משתמשת בשילוב של השפעות כימיות ומכאניות כדי למנוע נזק למשטח הנגרם על ידי ליטוש מכני פשוט וחסרונות כגון מהירות ליטוש איטית, שטוחות משטח ירודה ועקביות ליטוש שנגרמים בקלות על ידי ליטוש כימי פשוט. היא משתמשת בעקרון "השחזה הרכה והקשה" בליטוש רך יותר, כלומר, כדי להשיג{9} חומרי ליטוש גבוהים יותר, כלומר, ליטוש. תחת לחץ מסוים ונוכחות של תרחיץ ליטוש, חומר העבודה המלוטש נע ביחס לכרית הליטוש. באמצעות השילוב האורגני בין השפעת השחזה של חלקיקי הננו- וההשפעה הקורוזיבית של המחמצן, נוצר משטח חלק על פני השטח של חומר העבודה המלוטש. היישום הנפוץ ביותר של טכנולוגיית CMP הוא ליטוש של פרוסות סיליקון מחומרי מטריצה במעגלים משולבים (IC) ומעגלים משולבים במיוחד{14}}, מאמינים כי הוא בדרך כלל גדול בקנה מידה{14}}. מבחינה בינלאומית שכאשר הגודל האופייני של המכשיר הוא מתחת ל-0.35 מיקרומטר, יש לבצע פלנריזציה גלובלית כדי להבטיח את הדיוק והרזולוציה של העברת תמונה ליטוגרפית, ו-CMP היא כיום כמעט הטכנולוגיה היחידה שיכולה לספק מישור גלובלי, וטווח היישומים שלה מתרחב מיום ליום.
נכון לעכשיו, טכנולוגיית CMP התפתחה לטכנולוגיית CMP עם מכונת ליטוש כימית מכאנית כגוף העיקרי, המשלבת זיהוי מקוון, זיהוי-נקודת קצה, ניקוי וטכנולוגיות אחרות. זהו תוצר של פיתוח מעגלים משולבים לתהליכי מיקרו-עידון, רב-שכבתי, דילול והשטחה. במקביל, זוהי גם טכנולוגיית תהליך הכרחית למעבר של פרוסות מ-200 מ"מ ל-300 מ"מ וקטרים אפילו גדולים יותר, כדי להגדיל את הפרודוקטיביות, להפחית את עלויות הייצור העולמיות ולשטח את המצע.
3. ציוד טכני של CMP וחומרים מתכלים
CMP, כלומר, ליטוש כימי מכני, ליטוש כימי מכאני. הציוד והחומרים המתכלים המשמשים בטכנולוגיית CMP כוללים: מכונת ליטוש, ליטוש slurry, רפידת ליטוש רפידות CMP, ציוד ניקוי לאחר-CMP, ציוד לזיהוי נקודות קצה ובקרת תהליך ליטוש, ציוד לטיפול ובדיקה בפסולת, וכו'. של תהליך ה-CMP, והביצועים וההתאמה ההדדית שלהם קובעים את רמת השטיחות של פני השטח ש-CMP יכול להשיג. ביניהם, תרחיץ הליטוש ורפידת הליטוש CMPPAD הם חומרים מתכלים.
רביעית, הבעיות העיקריות בתהליך CMP
המטרה הסופית של מחקר ליטוש חומרי ליטוש היא למצוא את השילוב הטוב ביותר של השפעות כימיות ומכאניות, כך שניתן להשיג ליטוש עם קצב הסרה גבוה, שטוחות טובה, אחידות עובי סרט טוב וסלקטיביות גבוהה. בנוסף, יש לקחת בחשבון נושאים כמו קלות ניקוי, קורוזיה לציוד, עלויות סילוק פסולת ובטיחות.
הפחתת פגמים היא נושא נצחי בתהליך ה-CMP ואפילו בייצור השבבים כולו. לתעשיית המוליכים למחצה יש גם "כללים לא נאמרים" תואמים לתהליך ה-CMP, כלומר, אובדן החומר של המכשיר לאחר תהליך ה-CMP צריך להיות פחות מ-10% מהעובי של המכשיר כולו. במילים אחרות, יש צורך להסיר את החומר המדויק, אלא גם להסרה בצורה יעילה, אלא גם לבצע שליטה מדויקת. השפעה. ככל שהגודל האופייני של המכשיר ממשיך להתכווץ, ההשפעה של פגמים על בקרת התהליך והתשואה הסופית הופכת ברורה יותר ויותר. גודלם של פגמים קטלניים דורש לפחות 50% מגודל המכשיר.
V. סיכויי פיתוח של CMP
חומר המוליכים למחצה של-הדור השלישי רחב פס המיוצג על ידי גליום ניטריד (GaN) התפתח במהירות בשנים האחרונות. לחומרים מוליכים למחצה המבוססים על גליום ניטריד (GaN)-יש מאפיינים של יעילות אור גבוהה, מוליכות תרמית טובה, התנגדות לטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קרינה, חוזק גבוה וקשיות גבוהה, וניתן להפוך אותם לדיודות פולטות אור כחול וירוק-ביעילות גבוהה ודיודות לייזר (הידוע גם בשם nitride, גם חומרי לייזר (N). לגדל גבישים בודדים בעצמם, ויש לגדל אותם על חומר מצע דומה למבנה שלהם. כיום, חומר המצע המוכר הבינלאומי הוא גביש ספיר. עם הגידול בביקוש בשוק לחומרי גליום ניטריד (GaN), גם הביקוש לספיר יגדל במהירות.