Was ist Wafer-CMP-Polierschlamm?

Wafer-CMP-Polierschlammist ein speziell formuliertes flüssiges Material, das im CMP-Prozess der Halbleiterherstellung verwendet wird. Es besteht aus Wasser, chemischen Ätzmitteln, Schleifmitteln und Tensiden und ermöglicht sowohl chemisches Ätzen als auch mechanisches Polieren.Der Hauptzweck der Aufschlämmung besteht darin, die Geschwindigkeit des Materialabtrags von der Waferoberfläche präzise zu steuern und gleichzeitig Schäden oder übermäßigen Materialabtrag zu verhindern.

1. Chemische Zusammensetzung und Funktion

Zu den Kernkomponenten der Wafer-CMP-Polierschlamm gehören:

• Schleifpartikel: Gängige Schleifmittel wie Siliziumoxid (SiO2) oder Aluminiumoxid (Al2O3). Diese Partikel helfen dabei, die unebenen Teile der Waferoberfläche zu entfernen.
• Chemische Ätzmittel: Wie Flusssäure (HF) oder Wasserstoffperoxid (H2O2), die das Ätzen des Waferoberflächenmaterials beschleunigen.
• Tenside: Diese tragen dazu bei, die Aufschlämmung gleichmäßig zu verteilen und ihre Kontakteffizienz mit der Waferoberfläche zu verbessern.
• pH-Regulatoren und andere Zusatzstoffe: Werden verwendet, um den pH-Wert der Aufschlämmung anzupassen, um eine optimale Leistung unter bestimmten Bedingungen sicherzustellen.

2. Funktionsprinzip

Das Arbeitsprinzip der Wafer CMP Polishing Slurry kombiniert chemisches Ätzen und mechanisches Abschleifen. Zunächst lösen die chemischen Ätzmittel das Material auf der Waferoberfläche auf und mildern so die Unebenheiten. Anschließend entfernen die Schleifpartikel in der Aufschlämmung die gelösten Bereiche durch mechanische Reibung. Durch die Anpassung der Partikelgröße und Konzentration der Schleifmittel kann die Abtragsrate präzise gesteuert werden. Diese doppelte Wirkung führt zu einer äußerst ebenen und glatten Waferoberfläche.

Anwendungen von Wafer-CMP-Polierschlamm

Halbleiterfertigung

CMP ist ein entscheidender Schritt in der Halbleiterfertigung. Mit dem Fortschritt der Chiptechnologie in Richtung kleinerer Knoten und höherer Dichten werden die Anforderungen an die Ebenheit der Waferoberfläche immer strenger. Wafer CMP Polierschlamm ermöglicht eine präzise Kontrolle der Abtragsraten und der Oberflächenglätte, was für die hochpräzise Chipherstellung von entscheidender Bedeutung ist.

Wenn beispielsweise Chips in 10-nm- oder kleineren Prozessknoten hergestellt werden, wirkt sich die Qualität der Wafer-CMP-Polieraufschlämmung direkt auf die Qualität und Ausbeute des Endprodukts aus. Um den komplexeren Strukturen gerecht zu werden, muss die Aufschlämmung beim Polieren verschiedener Materialien wie Kupfer, Titan und Aluminium unterschiedliche Leistungen erbringen.

Planarisierung von Lithographieschichten

Mit der zunehmenden Bedeutung der Fotolithographie in der Halbleiterfertigung wird die Planarisierung der Lithographieschicht durch den CMP-Prozess erreicht. Um die Genauigkeit der Fotolithografie während der Belichtung sicherzustellen, muss die Waferoberfläche vollkommen flach sein. In diesem Fall entfernt Wafer CMP Polishing Slurry nicht nur die Oberflächenrauheit, sondern stellt auch sicher, dass der Wafer nicht beschädigt wird, was die reibungslose Durchführung nachfolgender Prozesse erleichtert.

Fortschrittliche Verpackungstechnologien

Bei der fortschrittlichen Verpackung spielt Wafer CMP Polishing Slurry ebenfalls eine zentrale Rolle. Mit dem Aufkommen von Technologien wie 3D-integrierten Schaltkreisen (3D-ICs) und Fan-Out-Wafer-Level-Packaging (FOWLP) sind die Anforderungen an die Ebenheit der Waferoberfläche noch strenger geworden. Die Verbesserungen bei Wafer CMP Polishing Slurry ermöglichen die effiziente Produktion dieser fortschrittlichen Verpackungstechnologien, was zu feineren und effektiveren Herstellungsprozessen führt.

Trends in der Entwicklung von Wafer-CMP-Polierschlamm

1. Fortschritt zu höherer Präzision

Mit fortschreitender Halbleitertechnologie schrumpft die Größe der Chips immer weiter und die für die Herstellung erforderliche Präzision wird immer anspruchsvoller. Folglich muss die Wafer-CMP-Polierschlämme weiterentwickelt werden, um eine höhere Präzision zu gewährleisten. Hersteller entwickeln Schlämme, die die Abtragsraten und die Oberflächenebenheit präzise steuern können, was für 7-nm-, 5-nm- und noch fortschrittlichere Prozessknoten unerlässlich ist.

2. Fokus auf Umwelt und Nachhaltigkeit

Da die Umweltvorschriften immer strenger werden, arbeiten Güllehersteller auch an der Entwicklung umweltfreundlicherer Produkte. Die Reduzierung des Einsatzes schädlicher Chemikalien und die Verbesserung der Recyclingfähigkeit und Sicherheit von Schlämmen sind zu wichtigen Zielen in der Gülleforschung und -entwicklung geworden.

3. Diversifizierung von Wafermaterialien

Unterschiedliche Wafermaterialien (wie Silizium, Kupfer, Tantal und Aluminium) erfordern unterschiedliche Arten von CMP-Aufschlämmungen. Da ständig neue Materialien eingesetzt werden, müssen auch die Formulierungen der Wafer-CMP-Polierschlämme angepasst und optimiert werden, um den spezifischen Polieranforderungen dieser Materialien gerecht zu werden. Insbesondere für die High-k-Metal-Gate- (HKMG) und 3D-NAND-Flash-Speicherproduktion wird die Entwicklung von auf neue Materialien zugeschnittenen Slurries immer wichtiger.