从1991年IBM公司成功地将CMP技术应用到芯片生产当中,实现多层金属的互联开始,CMP就成为了芯片制造的关键以及必需使用的设备之一。cmp抛光机设备实现了低于0.35μm技术节点的光刻,使摩尔定律得以延续。
随着晶圆尺寸的不断增长以及技术节点的不断发展进步,cmp抛光机设备的技术也在不断地升级,例如分区压力控制技术以及终点检测技术的更新,制造出了12英寸的CMP设备并使其应用在12英寸晶圆的大生产线中。
以下是CMP设备的几个发展趋势:
1. 抛光头分区细化
为了进一步提高集成度,逻辑芯片特征线宽已经降到了10nm以下,存储芯片的堆叠层数也从原来的64层发展到了128层以上。芯片集成度的提升也意味着对抛光的均匀性提出了更高的要求,全局均匀性的控制要从几十纳米提高到几纳米,因此,抛光头的设置要更加地合理、细分。
2. 工艺控制智能化
CMP的工艺过程受着多种因素的影响,例如抛光盘或是承载头的转动、修整器的摆动或是保持环的压力等的变化都会对抛光效果造成一定的影响。但是通过大数据的智能化,能够实现多因素的统一控制,新型的CMP抛光设备可以充分地考虑到各种参数对结果所造成的影响,智能算法的引入,智能控制模型的构建,都进一步提升了该设备的智能化工艺控制水平。
3. 清洗单元多能量组合化
当特征尺寸下降到14nm以下后,线宽就会不断靠近物理基础尺寸,就算是纳米级的污染物都有可能会对芯片的性能和可靠性产生重要的影响。因此,简单的清洗方式便不再能够满足需求,cmp抛光机设备中的清洗单元需要综合考虑兆声振动、机械柔性刷洗、表面张力等多种能量,并对此进行科学而又合理的组合,同时还可以借助化学清洗剂来形成较为有效的保护和辅助。