Zer da ontziratzea eta higadura CMP prozesuan?

Leunketa kimiko mekanikoak (CMP) gehiegizko materiala eta gainazaleko akatsak kentzen ditu erreakzio kimikoen eta urradura mekanikoen ekintza konbinatuaren bidez. Obleen gainazalaren planarizazio globala lortzeko funtsezko prozesu bat da eta ezinbestekoa da geruza anitzeko kobre interkonexioetarako eta k baxuko egitura dielektrikoetarako. Fabrikazio praktikoan, CMP ez da kentzeko prozesu guztiz uniformea; patroiaren araberako akats tipikoak sortzen ditu, eta horien artean zartadura eta higadura dira nabarmenenak. Akats horiek zuzenean eragiten dute interkonexio-geruzen geometrian eta haien ezaugarri elektrikoetan.

Platerak CMPn zehar material eroale bigun samarrak (adibidez, kobrea) gehiegi kentzeari egiten dio erreferentzia, metal lerro bakar baten edo metal eremu handi baten barruan plater-formako profil ahurra eragiten duena. Zeharkako sekzioan, metal-lerroaren erdigunea bere bi ertzak eta inguruko gainazal dielektrikoa baino baxuago dago. Fenomeno hau maiz ikusten da lerro zabaletan, padetan edo bloke motako metal-eskualdeetan. Bere eraketa-mekanismoa, batez ere, materialaren gogortasunari eta leuntzeko kuskuiluaren deformazioari dagokio metalaren ezaugarri zabalen gainean: metal bigunak mindaren osagai kimiko eta urratzaileekiko sentikorragoak dira, eta padaren tokiko ukipen-presioa areagotzen da ezaugarri zabaletan, metalaren erdiko kentze-tasa ertzetakoa gainditzea eraginez. Ondorioz, plateraren sakonera normalean handitu egiten da lerroaren zabalerarekin eta gehiegizko leundutako denborarekin.

Higadura eredu-dentsitate handiko eskualdeetako gainazaleko altuera orokorra (esaterako, metalezko lerro-maiz trinkoak edo betegarri trinkoa duten eremuak) inguruko eskualde eskasetakoa baino txikiagoa izatea da. Funtsean, eredu-dentsitateak bultzatuta, eskualde mailako materialaren gehiegizko kentzea da. Eskualde trinkoetan, metalak eta dielektrikoak elkarrekin kontaktu-eremu eraginkor handiagoa ematen dute, eta marruskadura mekanikoa eta padaren eta mindaren ekintza kimikoa indartsuagoak dira. Ondorioz, metalaren eta dielektrikoaren batez besteko kentze-tasa handiagoak dira dentsitate baxuko eskualdeetan baino. Leunketa eta gehiegizko leunketa aurrera egin ahala, eremu trinkoetan metal-dielektriko pila meheagoa bihurtzen da bere osotasunean, altuera neurgarri bat osatuz, eta higadura-maila handitzen da tokiko ereduaren dentsitatearekin eta prozesuko kargarekin.

Gailuaren eta prozesuen errendimenduaren ikuspegitik, platerak eta higadurak eragin kaltegarri anitz dituzte produktu erdieroaleetan. Platerak metalaren ebakidura-eremu eraginkorra murrizten du, interkonexio-erresistentzia eta IR jaitsiera handiagoak eraginez, eta horrek seinalearen atzerapena eta denbora-marjina murrizten ditu bide kritikoetan. Higadurak eragindako lodiera dielektrikoen aldaketek metalezko lerroen arteko kapazitate parasitoa eta RC atzerapenaren banaketa aldatzen dute, txiparen ezaugarri elektrikoen uniformetasuna ahulduz. Horrez gain, tokiko mehetze dielektrikoek eta eremu elektrikoen kontzentrazioek metalen arteko dielektrikoen matxura portaeran eta epe luzerako fidagarritasunean eragiten dute. Integrazio mailan, gehiegizko gainazaleko topografiak litografia fokuaren eta lerrokatzeko zailtasuna areagotzen du, ondorengo filmaren deposizioaren eta grabazioaren uniformetasuna hondatzen du eta metal-hondakinak bezalako akatsak sor ditzake. Arazo hauek, azken finean, errendimenduaren gorabehera eta prozesu-leiho txikiago bat dira. Hori dela eta, ingeniaritza praktikoan, beharrezkoa da ontziratzea eta higadura kontrolatzea zehaztutako mugen barruan diseinuaren dentsitatea berdintzearen bidez, optimizazioaren bidez.leunketa slimurtuselektibitatea eta CMP prozesuko parametroen doikuntza zehatza, interkonexio-egituren planaritatea, errendimendu elektriko egonkorra eta bolumen handiko fabrikazio sendoa bermatzeko.