CMP(Chemical Mechanical Polishing)即“化學機械拋光”,是為了克服化學拋光和機械拋光的缺點,而在其基礎上發展起來的,是磨粒機械磨削和拋光液化學腐蝕作用組合的拋光技術。半導體器件通常要求達到納米級的平整度,目前最好的工藝是用化學(液體)和機械(墊子)結合起來的方式。化學機械拋光最大的優點就是能使加工表面實現納米級全局平坦化,滿足集成電路特征尺寸在0.35μm以下的超精密無損傷表面加工。
我們在生產,購買,使用拋光墊時,通常需要關注的指標有7種,分別是:密度,硬度,厚度,溝槽圖案,溝槽寬度,溝槽深度,外徑。
拋光墊的密度
拋光墊的密度是質量與體積的比值。換句話說,相同體積的cmp拋光墊,密度越大,則拋光墊越重。拋光墊的密度直接由其材質,制造工藝,孔隙率,添加劑等決定。密度較高的拋光墊通常具有較低的黏彈性,也就是說在施加壓力時,拋光墊更加不容易變形。
拋光墊的硬度
硬度一般用邵氏硬度來表示,而邵氏硬度又分為A、D、C等類型,每種類型用于測量不同硬度范圍的材料。通常,拋光墊的硬度用邵氏A型硬度(Shore A)來表征。不同的材料具有不同的硬度,比如聚氨酯和無紡布等材料具有不同的硬度等級。硬度較高的拋光墊通常具有更高的研磨效率和較低的磨損速率,而對于需要高度平坦的應用場景,使用硬度稍軟的拋光墊則更合適。
拋光墊的厚度
拋光墊的厚度指的是墊子從頂部到底部的垂直距離。適當的厚度可以確保在整個晶圓表面施加均勻的壓力,從而獲得均勻的研磨效果。而較厚的拋光墊在使用中更換的頻率會更小,具有更久的使用壽命。不同的CMP設備對拋光墊的厚度有特定的要求。因此,拋光墊的厚度需要與所使用的設備相適應。
拋光墊的溝槽圖案
拋光墊表面并不是一個光滑的平面,而是有很多溝槽,這些溝槽不僅在整個拋光墊表面均勻分布研磨液,還能夠將CMP過程中產生的廢物及時排除。 拋光墊的溝槽圖案多種多樣。有直線型,網格型,螺旋形等圖形樣式。為什么要有如此多的溝槽圖案類型呢?因為不同的被研磨材料,去除率,表面平整度,均勻性等都需要不同類型的溝槽圖案。
拋光墊溝槽的寬度
拋光墊上的溝槽寬度直接影響到研磨效率、均勻性以及廢物的排除。更寬的溝槽有更大的空間來分布研磨液,從而有助于在拋光墊的表面和被研磨的晶圓之間建立一個均勻的研磨緩沖層,影響了壓力在拋光墊表面的分布。溝槽寬度的選擇根據特定的CMP應用場景、所處理的材料類型、所需的拋光質量等因素來確定。
拋光墊溝槽的深度
拋光墊的溝槽深度與寬度具有差不多的作用。較深的溝槽可以存儲更多的研磨液,而且隨著使用時間的增加,拋光墊表面會逐漸磨損,深溝槽能實現更長的使用壽命。
拋光墊的外徑
拋光墊的外徑必須與CMP設備上的拋光盤尺寸相匹配,否則拋光墊安裝不上,就像鞋不合腳。隨著晶圓尺寸的變化,拋光墊的外徑也需要相應調整,以適應不同大小的晶圓。 這些參數共同決定了CMP拋光墊的性能,在使用前與使用時需要綜合考量。
審核編輯:劉清
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原文標題:cmp拋光墊有哪些重要指標?
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