Qu'est-ce que la boue de polissage Wafer CMP ?

Boue de polissage de plaquette CMPest un matériau liquide spécialement formulé utilisé dans le processus CMP de fabrication de semi-conducteurs. Il se compose d'eau, d'agents d'attaque chimique, d'abrasifs et de tensioactifs, permettant à la fois l'attaque chimique et le polissage mécanique.L'objectif principal de la suspension est de contrôler avec précision le taux d'enlèvement de matière de la surface de la tranche tout en évitant tout dommage ou enlèvement excessif de matière.

1. Composition chimique et fonction

Les composants principaux de la boue de polissage Wafer CMP comprennent :

• Particules abrasives : Abrasifs courants tels que la silice (SiO2) ou l'alumine (Al2O3). Ces particules aident à éliminer les parties inégales de la surface de la tranche.
• Agents de gravure chimiques : tels que l'acide fluorhydrique (HF) ou le peroxyde d'hydrogène (H2O2), qui accélèrent la gravure du matériau de surface de la plaquette.
• Tensioactifs : ceux-ci aident à répartir uniformément la suspension et à améliorer son efficacité de contact avec la surface de la plaquette.
• Régulateurs de pH et autres additifs : utilisés pour ajuster le pH de la bouillie afin de garantir des performances optimales dans des conditions spécifiques.

2. Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement du Wafer CMP Polishing Slurry combine la gravure chimique et l’abrasion mécanique. Premièrement, les agents chimiques de gravure dissolvent le matériau à la surface de la plaquette, adoucissant ainsi les zones inégales. Ensuite, les particules abrasives contenues dans la suspension éliminent les régions dissoutes par friction mécanique. En ajustant la taille des particules et la concentration des abrasifs, le taux d'élimination peut être contrôlé avec précision. Cette double action donne une surface de plaquette hautement plane et lisse.

Applications de la boue de polissage de plaquettes CMP

Fabrication de semi-conducteurs

CMP est une étape cruciale dans la fabrication de semi-conducteurs. À mesure que la technologie des puces évolue vers des nœuds plus petits et des densités plus élevées, les exigences en matière de planéité de la surface des plaquettes deviennent plus strictes. La boue de polissage Wafer CMP permet un contrôle précis des taux d’enlèvement et de la douceur de la surface, ce qui est vital pour la fabrication de puces de haute précision.

Par exemple, lors de la production de puces à des nœuds de processus de 10 nm ou moins, la qualité de la boue de polissage Wafer CMP a un impact direct sur la qualité et le rendement du produit final. Pour répondre aux structures plus complexes, la suspension doit fonctionner différemment lors du polissage de divers matériaux, tels que le cuivre, le titane et l'aluminium.

Planarisation des couches de lithographie

Avec l'importance croissante de la photolithographie dans la fabrication de semi-conducteurs, la planarisation de la couche lithographique est réalisée grâce au processus CMP. Pour garantir la précision de la photolithographie lors de l'exposition, la surface de la plaquette doit être parfaitement plane. Dans ce cas, la pâte de polissage Wafer CMP élimine non seulement la rugosité de la surface, mais garantit également qu'aucun dommage n'est causé à la plaquette, facilitant ainsi l'exécution en douceur des processus ultérieurs.

Technologies d'emballage avancées

Dans le domaine des emballages avancés, la boue de polissage Wafer CMP joue également un rôle central. Avec l'essor de technologies telles que les circuits intégrés 3D (3D-IC) et le conditionnement au niveau des plaquettes (FOWLP), les exigences en matière de planéité de la surface des plaquettes sont devenues encore plus strictes. Les améliorations apportées à la boue de polissage Wafer CMP permettent la production efficace de ces technologies d'emballage avancées, ce qui se traduit par des processus de fabrication plus fins et plus efficaces.

Tendances dans le développement de la boue de polissage de plaquettes CMP

1. Progresser vers une plus grande précision

À mesure que la technologie des semi-conducteurs progresse, la taille des puces continue de diminuer et la précision requise pour la fabrication devient de plus en plus exigeante. Par conséquent, la boue de polissage Wafer CMP doit évoluer pour offrir une plus grande précision. Les fabricants développent des boues capables de contrôler avec précision les taux d'élimination et la planéité de la surface, qui sont essentiels pour les nœuds de processus de 7 nm, 5 nm et même plus avancés.

2. Objectif environnemental et durable

À mesure que les réglementations environnementales deviennent plus strictes, les fabricants de lisier s’efforcent également de développer des produits plus respectueux de l’environnement. Réduire l’utilisation de produits chimiques nocifs et améliorer la recyclabilité et la sécurité des boues sont devenus des objectifs essentiels dans la recherche et le développement sur les boues.

3. Diversification des matériaux de plaquettes

Différents matériaux de tranche (tels que le silicium, le cuivre, le tantale et l'aluminium) nécessitent différents types de boues CMP. À mesure que de nouveaux matériaux sont appliqués en permanence, les formulations de la pâte de polissage Wafer CMP doivent également être ajustées et optimisées pour répondre aux besoins de polissage spécifiques de ces matériaux. En particulier, pour la production de portes métalliques à haute k (HKMG) et de mémoires flash NAND 3D, le développement de boues adaptées aux nouveaux matériaux devient de plus en plus important.