Was ist eine chemisch-mechanische Poliermaschine (CMP)?
Chemisch-mechanische Poliermaschinen (CMP) werden zum Polieren von Siliziumwafern verwendet, wobei CMP für Chemical Mechanical Polishing steht. Halbleiter werden in sehr kleinem Maßstab hergestellt und erfordern daher ein gleichmäßiges, hochpräzises Polieren. Sie bestehen aus mehreren Schichten unterschiedlicher Härte, die jeweils mit dem entsprechenden Druck, Schleifmitteln und Chemikalien poliert werden müssen. Beim Polieren werden die Oberflächen und Unregelmäßigkeiten je nach Zusammensetzung der Schichten des jeweiligen Halbleiters chemisch umgesetzt und mechanisch mit Schleifpapier entfernt.
Anwendungen von chemisch-mechanischen Poliermaschinen (CMP)
Chemisch-mechanische Poliermaschinen (CMP) werden in der Halbleiterfertigung eingesetzt, um die durch Ätzen, Oxidschichtbildung, Ionendiffusion usw. verursachten Oberflächenunregelmäßigkeiten zu glätten. CMP ermöglicht eine äußerst präzise Glättung und erleichtert das Aufbringen weiterer Schichten auf die geglättete Oberfläche. Bei der Auswahl von chemisch-mechanischen Poliermaschinen müssen die Genauigkeit der Planarisierung, die verwendeten Chemikalien und chemischen Verfahren sowie die Verarbeitungsgeschwindigkeit der Siliziumwafer berücksichtigt werden.
Funktionsweise von chemisch-mechanischen Poliermaschinen (CMP)
In diesem Abschnitt wird die Funktionsweise von chemisch-mechanischen Poliermaschinen (CMP) beschrieben, die in der Regel sehr groß sind, um eine große Anzahl von Siliziumwafern gleichzeitig mit hoher Geschwindigkeit zu bearbeiten. Die Komponenten sind ein Drehtisch, ein Polierbereich mit Düsen zum Auftragen von Chemikalien und Chemikalien, Schleifpapier usw. Weitere Komponenten sind ein Roboter für den Transport der Siliziumscheiben, ein Reinigungsbereich nach dem Polieren und ein darüber liegender Erfassungsbereich.
Der Grundvorgang besteht darin, dass Chemikalien und chemische Mittel durch Düsen auf die Siliziumscheiben gesprüht werden und Sandpapier auf die Scheiben gepresst wird, die dann durch die Drehung des Drehtisches mit hoher Geschwindigkeit poliert werden. Die Ziele des chemischen Polierens sind Oxidschichten, Wolfram- und Kupferdrähte. Bei Oxidschichten wird die Oxidschicht in einer alkalischen Lösung aufgelöst und mit Siliziumoxid der gleichen Zusammensetzung poliert. Bei Wolframdrähten wird die Oberfläche des Wolframs oxidiert und mit Siliziumoxid poliert. Bei Kupferdrähten wird das Kupfer oxidiert, dann komplexiert und mit Siliziumoxid oder ähnlichem poliert.