化學(xué)機(jī)械拋光CMP設(shè)備行業(yè)的國(guó)際發(fā)展現(xiàn)狀
最早的CMP技術(shù)是由IBM公司于80年代中期利用Strasbaugh公司的拋光機(jī)在East Fishkill工廠進(jìn)行工藝的開發(fā)。1988年,,IBM開始將CMP工藝用于4MDRAM器件的制造,。到1990年,,IBM公司便向Micron Technology公司出售了采用CMP技術(shù)的4MDRAM工藝,。此后不久,又與Motorola公司合作,,共同進(jìn)入為蘋果計(jì)算機(jī)公司生產(chǎn)PC機(jī)器件的行列,。從此各種邏輯電路和存儲(chǔ)器便以不同的發(fā)展規(guī)模走向CMP,。到1994年,,隨著0.5μm器件的批量生產(chǎn)和0.35μm工藝的開發(fā),CMP工藝便逐漸進(jìn)入生產(chǎn)線,,設(shè)備市場(chǎng)初步形成,。
CMP技術(shù)發(fā)展歷程可以分為三個(gè)階段:第一階段為銅工藝以前。在銅布線工藝之前,,CMP主要研磨的材料為鎢和氧化物,;第二階段為1997年~2000年。在進(jìn)入金屬雙嵌工藝之后,,研磨材料從二氧化硅拓展到氟硅酸鹽玻璃(FSG),這個(gè)階段也對(duì)應(yīng)于從0.25μm進(jìn)入0.13μm工藝,;第三階段是采用銅互連和低K介質(zhì)時(shí)期。CMP研磨對(duì)象主要為內(nèi)部互連層和淺溝道隔離(STI)層,。研磨的材料為銅和介質(zhì)材料,。目前,CMP技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成以化學(xué)機(jī)械拋光為主體,,集成在線檢測(cè),、清洗、干燥等技術(shù)于一體的化學(xué)機(jī)械平坦化技術(shù),。
國(guó)外主流化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)供應(yīng)商主要有Applied Material,、Peter wolters、Ebara,、Novellus,、Speedfam-IPEC和東京精密六家,推出的CMP設(shè)備主要針對(duì)大尺寸(200mm~300mm)硅片加工和集成電路制造(90nm節(jié)點(diǎn)以下)銅互連工藝領(lǐng)域,。目前,,國(guó)際上推出的300mmCMP產(chǎn)品有:Applied material的ReflexionTM系列,Peter wolters的Apollo PM300型,,Ebara的FREX300型,、Novellus的XcedaTM系列和Speedfam-IPEC的Momentum 300TM設(shè)備。其中,,Applied material,、Novellus的CMP設(shè)備主要應(yīng)用在IC制造銅互連工藝領(lǐng)域。Peter wolters和Speedfam-IPEC的CMP設(shè)備在硅片加工領(lǐng)域應(yīng)用較為普遍,。
美國(guó)Applied material
美國(guó)應(yīng)用材料公司是全球最大的半導(dǎo)體設(shè)備供應(yīng)商,也是目前國(guó)際上最大的CMP設(shè)備供應(yīng)商,,占據(jù)著國(guó)際上60%以上的CMP市場(chǎng),。Applied Material公司于1997年推出其第一臺(tái)Mirra CMP產(chǎn)品,之后憑借其全球服務(wù)和性能保證資源優(yōu)勢(shì),通過(guò)兼并Obsidian公司,,在短短5-6年內(nèi),,便向市場(chǎng)出售了1000多臺(tái)CMP設(shè)備,一躍成為CMP設(shè)備市場(chǎng)的霸主,。Applied Material公司專注于旋轉(zhuǎn)型CMP設(shè)備,,常采用氧化鈰(Ce)研磨液,在STI CMP工藝方面已經(jīng)成熟,。其在用于IC制造的銅CMP市場(chǎng)中已占據(jù)80%的份額,。AM公司最新的Reflexion LK是其的升級(jí)產(chǎn)品,采用了澤天傳感更靈活的設(shè)計(jì)平臺(tái),,是針對(duì)130nm-65nm的量產(chǎn)設(shè)備,。
圖1 Applied Materials公司ReflexionTM-LK 300型設(shè)備外型圖
德國(guó)Peter wolters
Peter wolters為歐洲知名的半導(dǎo)體設(shè)備制造商,一直專注于CMP設(shè)備的研發(fā),,在硅材料CMP領(lǐng)域有著獨(dú)特的設(shè)計(jì)和理解,。Peter wolters公司生產(chǎn)的CMP設(shè)備主要有:PM200-Apollo、PM 200 GEMINI,、PM300-Apollo,、HFP 200、HFP 300等,。均為旋轉(zhuǎn)式CMP設(shè)備,,其中PM300-Apollo型為300mm硅片CMP加工設(shè)備,可根據(jù)不同配置實(shí)現(xiàn)“干進(jìn)濕出”或“干進(jìn)干出”的功能,。HFP 300為Peter wolters開發(fā)的最新的300mm硅片加工設(shè)備,,生產(chǎn)效率更高一些。
圖2 Peter Wolters公司HFP300型設(shè)備外型圖
日本荏原(Ebara)制造所
日本荏原(Ebara)的旋轉(zhuǎn)式CMP拋光設(shè)備近幾年一致保持著全球第二的銷售量,。主要的設(shè)備型號(hào)有F*REX200型,、F*REX300型。其中FREX300型是針對(duì)300mm的IC制造設(shè)備,。同時(shí),,該公司正將電場(chǎng)研磨技術(shù)、蝕刻技術(shù)和超純水研磨液技術(shù)用于65nm節(jié)點(diǎn)的Cu/LK的低壓化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備開發(fā),。到目前為止,,該公司已出售800多臺(tái)200mm圓片CMP設(shè)備,100多臺(tái)300mm圓片CMP設(shè)備,。
圖3 日本荏原(Ebara)制造的F*REX300型設(shè)備外型圖
以上三家國(guó)際主流設(shè)備性能配置見表1,。從表中可以發(fā)現(xiàn),不同公司的產(chǎn)品,,技術(shù)參數(shù)與配置大同小異,這說(shuō)明CMP工藝已相對(duì)成熟,,比較穩(wěn)定,。
設(shè)備供應(yīng)商 |
Applied material |
Peter Wolters |
Ebara |
||
型號(hào) |
Reflexion-LK300 |
HFP300 |
PM300 Apollo |
F*REX300 |
|
晶片直徑 |
300 mm |
300 mm |
300 mm |
300 mm |
|
系統(tǒng)結(jié)構(gòu) |
干進(jìn)干出 4拋光頭/3拋光臺(tái) |
干進(jìn)濕出 4拋光頭/2拋光臺(tái) |
干進(jìn)濕出 2拋光頭/4拋光臺(tái) |
干進(jìn)濕出 2拋光頭/2拋光臺(tái) |
|
晶片傳輸方式 |
自動(dòng)傳輸 |
自動(dòng)傳輸 |
自動(dòng)傳輸 |
自動(dòng)傳輸 |
|
拋光頭 |
轉(zhuǎn)速 |
30-200 rpm |
0-120rpm |
0-125rpm |
10-120rpm |
背壓 |
10-180kPa |
0-200kPa |
0-200kPa |
5-70kPa |
|
下壓力 |
345N-3450N |
300-5000N |
0-4000N |
10-70kPa |
|
拋光臺(tái) |
直徑 |
/ |
900mm |
主拋光臺(tái):900mm 次拋光臺(tái):430mm |
900mm |
轉(zhuǎn)速 |
30-200 rpm |
0-125rpm |
主拋光臺(tái):0-125rpm 次拋光臺(tái):0-125rpm |
10-150rpm |
|
溫度 |
/ |
20-60℃ |
主拋光臺(tái):20-60℃ 次拋光臺(tái):20-60℃ |
20-60℃ |
|
拋光墊修整盤 |
下壓力 |
/ |
0-350N |
0-350N |
50-300N |
直徑 |
/ |
120mm |
120mm |
260mm |
|
轉(zhuǎn)速 |
/ |
0-80rpm |
0-80rpm |
10-150rpm |
|
澤天傳感 |
|
|
|
金剛砂盤 |
|
控制界面 |
SECS II / SEMI |
SECS II /GEM |
SECS II /GEM,CIM |
SEMI |
|
應(yīng)用領(lǐng)域 |
銅互連平坦化 |
硅片加工 |
硅片加工 |
硅片加工 |
- 上一篇:用于濺射壓力傳感器制造的離子束濺射設(shè)備 2019-10-14
- 下一篇:薄膜鍍膜技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)薄膜壓力傳感器性能提高 2019-9-12