Kľúč k efektívnosti a optimalizácii nákladov: Analýza CMP riadenia stability kalu a stratégií výberu

Vo výrobe polovodičov,Chemická mechanická planarizácia (CMP)proces je základným stupňom na dosiahnutie planarizácie povrchu plátku, ktorý priamo určuje úspech alebo neúspech nasledujúcich krokov litografie. Ako kritický spotrebný materiál v CMP je výkon leštiacej kaše konečným faktorom pri kontrole rýchlosti odstraňovania (RR), minimalizácii defektov a zvyšovaní celkovej výťažnosti.

Táto príručka poskytuje systematickú analýzu technického rámca pre kaly CMP a skúma, ako udržať stabilitu procesu v zložitých výrobných prostrediach, aby sa dosiahlo zníženie nákladov a zvýšenie efektívnosti.

I. Typické zloženie suspenzie CMP

Typická suspenzia CMP je synergický produkt chemického pôsobenia a fyzikálno-mechanickej sily, ktorý pozostáva z nasledujúcich primárnych zložiek:

Brúsivá: Poskytujú možnosti mechanického odstraňovania. Bežné typy zahŕňajú nano-veľkosť oxidu kremičitého, ceria a oxidu hlinitého.

Oxidačné činidlá: Zvyšujú rýchlosť chemickej reakcie oxidáciou kovového povrchu; bežné príklady zahŕňajú H202 alebo soli železa.

Chelatačné činidlá: Vytvárajte komplexy s kovovými iónmi na uľahčenie rozpúšťania.

Inhibítory korózie: Zlepšite selektivitu materiálu potlačením korózie v necieľových oblastiach.

Prísady: Zahŕňajú činidlá na úpravu pH a dispergačné činidlá používané na udržanie reakčného okna a stability systému.

Chemické a fyzikálne vlastnosti kalu musia byť presne prispôsobené charakteristikám cieľového materiálu; v opačnom prípade sa zavedú chyby, ako sú škrabance, misky a korózia.①

II. Suspenzné systémy pre rôzne materiály

Pretože materiálové vlastnosti rôznych oblátokvrstvy filmu sa výrazne líšia, kaše musia byť prispôsobené a cielené:

III. Kľúčové metriky výkonnosti

Pri hodnotení potenciálu zvýšenia efektívnosti sú dôležité tieto technické ukazovatele:

Rýchlosť odstraňovania (RR): Hrúbka materiálu odobratého za jednotku času (nm/min), ktorá priamo ovplyvňuje priepustnosť továrne.

Selektivita: pomer rýchlosti odstraňovania cieľového materiálu k rýchlosti odstraňovania susedných materiálov; vyššia selektivita lepšie chráni necieľové vrstvy.

Nejednotnosť v rámci plátku (WIWNU): Meria konzistenciu planarizácie na povrchu plátku.

Defektnosť: Zahŕňa kritické ukazovatele zabíjania výťažku, ako sú škrabance a zvyšky mikročastíc. Stabilita kalu: Schopnosť kalu odolávať pruhovaniu, aglomerácii alebo sedimentácii počas skladovania a používania.

IV. Najlepšie postupy v odvetví na zlepšenie stability procesov

Na dosiahnutie dlhodobého „zníženia nákladov a zvýšenia efektívnosti“ sa popredné polovodičové podniky zameriavajú na nasledujúce postupy riadenia stability:

Presná rovnováha chemických a mechanických síl: Jemným vyladením pomeru abrazív k chemickým zložkám sa reakčná rovnováha udržiava na molekulárnej úrovni, čím sa redukujú chyby misky pri zdroji.

Riadenie stability a filtrácie tekutín: Dôsledná kontrola kolísania pH v systéme cirkulácie kalu v kombinácii s vysoko účinnou filtračnou technológiou zabraňuje prchavosti škrabancov spôsobenej aglomeráciou častíc.

Prispôsobené procesné prispôsobenie: Špecifické kaly sú vyvinuté pre rôzne fyzikálne tvrdosti (napr. SiC s vysokou tvrdosťou alebo krehké materiály s nízkym k) s cieľom maximalizovať procesné okno.

Normy monitorovania konzistencie: Stanovenie prísnej stratégie kontroly šarží zaisťuje, že kľúčové metriky ako RR a WIWNU zostanú konzistentné počas sériovej výroby.

Aautor:Sera-Lee

Referencia:

①Výber suspenzie CMP: Materiálová perspektíva – AZoM

②Prehľad chemicko-mechanickej planarizácie v suspenzii – Entegris