Applied Materials Mirra — автоматическая система химико-механической планаризации полупроводниковых пластин диаметром 200 мм. Платформа используется для выравнивания поверхности после осаждения диэлектрических и металлических слоёв.
Mirra относится к многопозиционным CMP-системам карусельного типа. Такая конструкция позволяет последовательно выполнять несколько этапов полировки и одновременно обрабатывать несколько пластин на разных позициях.
Для какого процесса используется Applied Materials Mirra
Во время CMP-процесса поверхность пластины контактирует с вращающимся полировальным кругом. Одновременно на pad подаётся химическая суспензия. Сочетание химической реакции и механического воздействия удаляет выступающий материал и выравнивает поверхность пластины.
Планаризация необходима перед последующими этапами фотолитографии, нанесения плёнок и формирования межсоединений. Без CMP перепад высоты между различными участками структуры может ухудшать фокусировку экспонирования и равномерность следующих слоёв.
В зависимости от комплектации Mirra может использоваться для:
полировки оксида кремния;
STI CMP — планаризации изоляции мелких траншей;
удаления вольфрама после заполнения контактов;
планаризации медных межсоединений;
удаления барьерных слоёв;
других процессов CMP на пластинах 200 мм.
Тип процесса определяется установленными головками, мембранами, удерживающими кольцами, полировальными кругами, системой подачи slurry и используемым технологическим рецептом.
Какие пластины и изделия можно обрабатывать
Applied Materials Mirra рассчитана прежде всего на кремниевые пластины диаметром 200 мм. При соответствующем процессе система может применяться при производстве:
логических и аналоговых микросхем;
памяти и периферийных схем;
силовых полупроводниковых приборов;
MEMS-компонентов и датчиков;
изделий с многоуровневыми металлическими соединениями;
полупроводниковых устройств по зрелым технологическим нормам.
Совместимость с конкретным материалом нельзя определять только по модели оборудования. Например, система, работавшая с вольфрамом, может отличаться от медной конфигурации системой slurry, химической стойкостью деталей и составом модуля очистки.
Основные технические характеристики
| Производитель | Applied Materials |
|---|
| Модель | Mirra CMP |
|---|
| Тип оборудования | Автоматическая система химико-механической планаризации |
|---|
| Размер пластин | 200 мм |
|---|
| Архитектура | Многопозиционная карусельная платформа |
|---|
| Метод обработки | Последовательная CMP-полировка на нескольких технологических позициях |
|---|
| Типичные процессы | Oxide CMP, STI CMP, tungsten CMP, copper CMP и barrier CMP |
|---|
| Загрузка пластин | Автоматическая; конфигурация кассет и робота зависит от версии машины |
|---|
| Очистка после полировки | Встроенная или внешняя — зависит от комплектации Mirra или Mirra Mesa |
|---|
| Контроль окончания процесса | Зависит от установленных средств endpoint detection и версии системы |
|---|
| Система подачи суспензии | Конфигурация линий, насосов и расходомеров определяется процессом |
|---|
Скорость съёма материала, неравномерность и производительность зависят от slurry, pad, давления головки, состояния retaining ring и технологического рецепта. Эти значения следует подтверждать результатами обработки тестовых пластин.
Чем отличаются конфигурации Mirra
Mirra — это название платформы, а не единая неизменная комплектация. На вторичном рынке встречаются системы, подготовленные для разных материалов и технологических этапов.
Mirra и Mirra Mesa с различной конфигурацией очистки;
исполнения для oxide, STI, tungsten, copper или barrier CMP;
разное количество и типы полировальных позиций;
разные модели polishing head и carrier;
различные мембраны и зоны регулирования давления;
разная система подачи slurry и химикатов;
наличие или отсутствие endpoint detection;
разные conditioner и diamond disc;
различная комплектация post-CMP clean;
разные контроллеры и версии программного обеспечения.
Что проверить у подержанной CMP-системы
Перед покупкой необходимо осмотреть полировальные столы, шпиндели, головки, мембраны, retaining rings, кондиционеры и механизмы перемещения пластин. Утечки slurry и следы химической коррозии могут указывать на необходимость восстановления жидкостного контура.
Следует проверить работу робота, датчиков присутствия пластины, вращение platen и head, регулирование давления, подачу DI-воды и слив. Для системы с очисткой дополнительно проверяются щётки, spin-модули, сушильные узлы и состояние химических линий.
Лучшим подтверждением состояния является обработка тестовой пластины с измерением скорости съёма, остаточной толщины и неравномерности. Измерительное оборудование представлено в разделе метрологии и инспекции пластин.
Какие данные нужны для подбора Mirra
Для выбора конфигурации укажите размер пластин, материал удаляемого слоя, толщину до и после CMP, допустимую неравномерность, используемую slurry и требования к очистке после полировки.
Для производства на пластинах 300 мм рассмотрите Applied Materials Reflexion LK Prime или EBARA F-REX300X. Все модели собраны в разделе CMP-систем для полупроводниковых пластин.