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协同CMP系统提高产量

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协同CMP系统提高产量

收缩特征尺寸,互连金属的进步,并且需要更严格的缺陷控制始终达到化学机械平坦化(CMP)的越来越重要,以优化Fab产量。每个芯片的更多层都需要CMP实现平面性规格,并且污染必须保持最小。

与CMP过程相关的所有化学品和消耗品都彼此兼容至关重要。该协同方法CMP必须包含与该过程相关的所有材料,组件和设备。该列表包括但不限于以下内容:

  • 泥浆磨料
  • 泥浆添加剂
  • 存储容器
  • 流体处理组件
  • 清洁配方
  • 刷子
  • 过滤器
  • 流程监视器

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CMP工艺的各个方面与CMP后清洁之间的协同作用

泥浆

浆料是CMP过程中最重要的部分。使用磨料颗粒和化学添加剂的组合,它可以简单地除去一层薄的金属或氧化物。由于需要抛光各种金属,浆果变得更加复杂。为铜设计的配方不会在钼,钨,钴或钌上达到相同的结果。

必须优化氧化化学物质,腐蚀抑制剂,稳定剂,表面活性剂等添加剂的混合物,以控制金属去除率,并确保特定应用的一致结果。过氧化氢的浓度(h2O.2)氧化金属,随着时间的推移而降解,因此浆料储存是另一个重要的考虑因素。

在整个浆料混合,储存,运输和处理中必须最小化污染。随着浆料通过管道,阀门和流体处理系统的其他部件,它可以拾取污染物。由惰性耐腐蚀的含氟聚合物材料制成的组分是理想的,因为它们不会降解浆料的粒子。

浆料中的磨料颗粒倾向于聚集,聚集在一起以形成在晶片上导致微划痕的大颗粒。划痕和晶圆上的特征越大,杀手缺陷的可能性越大。系统设计最小化粒子可以沉降的死区减少凝聚的发生率。

清洁和过滤

用于后CMP清洁的材料和化学品必须与CMP浆料兼容,并避免引入额外的污染源。从清洁的表面和电流腐蚀是一个问题,并且浆料中添加剂之间的反应和清洁中的反应可以产生有机残留物。

应设计在CMP清洁后使用的刷子以在刷表面上实现均匀的流体分布。具有高Zeta电位的刷子材料允许刷子表面排斥浆料颗粒,否则可能粘附在刷表面上并划伤晶片。

无论系统中的材料如何,过滤都是至关重要的。过滤器应安装在多个位置,以便在到达晶片之前,它们可以捕获污染物和附聚的浆料磨料。

过滤除去大颗粒 - 围绕标称粒径的两倍或更大 - 在CMP系统中长期普遍。下一代过滤器将能够同时在尺寸分布的两端中除去粒子。可以引入底层缺陷的极小颗粒被吸收到过滤器表面上。

过程监测

监视CMP过程非常重要,以确定何时交换过滤器以最大化过滤寿命而不会牺牲产量。等待直到收益减少替换过滤器是一种昂贵的低效方法。

监视器不仅通知过滤器更换,还可以作为浆料组合物,颗粒聚集和流体处理系统性能的过程检查。集成到CMP工艺流程中的分析仪器可以自动滴定样品,而测量折射率的低成本工具可以在每个抛光站安装过程检查。流速表确保在浆料混合过程中适当的混合比,并监测整个系统的流体流速。

当整个系统在同步工作时,污染减少,FAB最能够实现CMP过程的收益目标。性能要求的严格越严重,对于CMP系统支持浆料的所有方面越重要。从单个供应商中采购浆料,过滤器,组件和监控工具使得简化过程更加容易,减少所有权成本,并确保高产。

有关详细信息,请参阅Entegris白皮书,“粒子,过程和规划:改善CMP产量的协同作用。”

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