先进制程下的CMP挑战:无纺布抛光垫技术演进与实践
在化学机械平面化(CMP)工艺中,无纺布抛光垫是一种关键组件,其作用主要体现在以下几个方面:
1. 表面平整化
•机械研磨作用:复合无纺布抛光垫的纤维结构具有一定的弹性与刚性,能够承载研磨颗粒(如二氧化硅、氧化铝等),在压力下与晶圆表面接触,通过相对运动实现材料的均匀去除。
•微观形貌调控:垫子的多孔结构和纤维分布有助于分散局部压力,减少划伤,促进全局平坦化。
2. 研磨浆料的输送与分布
•储存与释放浆料:无纺布的多孔特性可吸附并均匀释放化学研磨浆料(包含腐蚀性化学试剂和磨料),确保浆料持续供给至晶圆-垫界面。
•促进化学反应:浆料中的化学组分(如氧化剂、络合剂)通过垫子孔隙与晶圆表面(如铜、二氧化硅)反应,软化材料以辅助机械去除。
3. 热管理与界面稳定性
•散热作用:抛光过程中摩擦生热,复合无纺布的孔隙结构有助于热量扩散,避免局部过热导致晶圆损伤或垫子变形。
•缓冲振动:纤维的弹性可吸收部分机械振动,维持抛光过程的稳定性。
4. 自清洁与寿命
•抗堵塞设计:无纺布抛光垫的开放孔隙结构可减少研磨碎屑堆积,延长垫子使用寿命(需定期修整或更换)。
•表面更新能力:通过修整器(dresser)修整可恢复表面粗糙度,保持抛光效率。
5. 材料兼容性与工艺适配
•针对不同材料优化:无纺布垫的硬度、密度可根据工艺需求调整(如铜互连需较软垫以减少缺陷,氧化物抛光需较高刚性垫)。
•与硬垫结合使用:在多层垫结构中,无纺布常作为上层软垫,与下层硬垫配合实现更优的平坦化效果。
吉致电子无纺布抛光垫对比其他类型抛光垫:
•聚氨酯硬垫:提供更高去除率但易划伤表面,无纺布垫更适用于对表面缺陷敏感的应用。
•复合垫:无纺布可能作为其中一层,结合其他材料性能优势。
吉致电子无纺布抛光垫在实际应用中的挑战:
•孔隙均匀性:影响浆料分布一致性,需严格控制制造工艺。
•磨损速率:需平衡成本与更换频率,通常无纺布垫寿命较短但成本较低。
总之,无纺布抛光垫在CMP中通过机械与化学协同作用,是实现高精度、低缺陷表面平坦化的核心部件之一,尤其在先进半导体制造中对3D结构(如FinFET、TSV)的全局平坦化至关重要。作为国内CMP耗材(抛光液、抛光垫、无蜡垫)的供应商,吉致电子具备稳定的产能和本地化技术支持,助力客户缩短研发周期,提升供应链安全性。吉致电子可根据客户工艺需求(如不同材料层、芯片结构)调整硬度、密度及表面形貌,提供匹配的CMP Pad抛光垫方案。
无锡吉致电子科技有限公司
联系电话:17706168670
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