Cosa sono la deformazione e l’erosione nel processo CMP?

La lucidatura chimico-meccanica (CMP), che combina la corrosione chimica e la lucidatura meccanica per rimuovere le imperfezioni della superficie, è il processo a semiconduttore significativo per ottenere la planarizzazione complessiva delwafersuperficie. Il CMP provoca due difetti superficiali, l'incurvatura e l'erosione, che influiscono in modo significativo sulla planarità e sulle prestazioni elettriche delle strutture di interconnessione.

Per dishing si intende la lucidatura eccessiva di materiali più morbidi (come il rame) durante il processo CMP, con conseguente depressione centrale localizzata a forma di disco. Comune nelle linee metalliche larghe o nelle grandi aree metalliche, questo fenomeno deriva principalmente dalle incoerenze della durezza del materiale e dalla distribuzione non uniforme della pressione meccanica. La conca è caratterizzata principalmente da una depressione al centro di un'unica, ampia linea metallica, con la profondità della depressione che generalmente aumenta con la larghezza della linea.

L'erosione si verifica in aree con motivi densi (come le schiere di fili metallici ad alta densità). A causa delle differenze nell’attrito meccanico e nei tassi di rimozione del materiale, tali aree presentano un’altezza complessiva inferiore rispetto alle aree sparse circostanti. L'erosione si manifesta come una ridotta altezza complessiva dei modelli densi, con la gravità dell'erosione che si intensifica all'aumentare della densità del modello.

Le prestazioni dei dispositivi a semiconduttore sono influenzate negativamente da entrambi i difetti in diversi modi. Potrebbero portare ad un aumento della resistenza di interconnessione, con conseguente ritardo del segnale e un calo delle prestazioni del circuito. Inoltre, l'incavo e l'erosione possono anche causare uno spessore dielettrico interstrato non uniforme, interrompere la coerenza delle prestazioni elettriche del dispositivo e alterare le caratteristiche di rottura dello strato dielettrico intermetallico. Nei processi successivi, possono anche comportare problemi di allineamento della litografia, scarsa copertura di film sottile e persino residui metallici, con un ulteriore impatto sulla resa.

Per eliminare efficacemente questi difetti, le prestazioni del processo CMP e la resa dei trucioli possono essere migliorate attraverso l'integrazione dell'ottimizzazione della progettazione, della selezione dei materiali di consumo e del controllo dei parametri di processo. È possibile introdurre modelli metallici fittizi per migliorare l'uniformità della distribuzione della densità del metallo durante la fase di progettazione del cablaggio. La scelta del tampone lucidante è in grado di ridurre i difetti. Ad esempio, il cuscinetto più rigido presenta una deformazione minore e può contribuire a ridurre l'incavo. Inoltre, anche la formulazione e i parametri dell’impasto liquido sono fondamentali per eliminare i difetti. Un liquame ad alto rapporto di selettività può migliorare l'erosione, ma aumenterà la concimazione. Ridurre il rapporto di selezione ha l’effetto opposto.

Semicorex fornisce piastre di macinazione dei wafer L'erosione si verifica in aree con motivi densi (come le schiere di fili metallici ad alta densità). A causa delle differenze nell’attrito meccanico e nei tassi di rimozione del materiale, tali aree presentano un’altezza complessiva inferiore rispetto alle aree sparse circostanti. L'erosione si manifesta come una ridotta altezza complessiva dei modelli densi, con la gravità dell'erosione che si intensifica all'aumentare della densità del modello..

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