Теория процессов. Процесс химико-механической планаризации. Средства технологического оснащения, страница 4

-  Полирующая подушка.  Свойства полирующей подушки влияют на все упомянутые выше параметры процесса ХМП. Далее кратко описаны эти свойства.

-  Ячеестая структура полирующей подушки.  Ячеестая структура является частью полирующей подушки, непосредственно взаимодействующая с полируемой поверхностью. Высота и структура ячеек влияют на транспорт суспензии и продуктов реакции, а также на градиент давления вблизи поверхности.

-  Размер пор.  Ячейки подушки содержат микропоры. Микропоры осуществляют транспорт суспензии и продуктов реакции, и чем больше размер пор, тем более эффективен транспорт. Однако большие поры ухудшают механические свойства полирующих подушек.

-  Сжимаемость полирующих подушек.   Является относительной величиной (в %). Показывает, в какой мере поверхность подушки повторяет поверхность пластины. Для достижения глобальной планаризации подушка не должна быть слишком конформной; для этого предпочтительны подушки, имеющие малую сжимаемость. Однако, для получения хорошей равномерности скорости полирования подушка должна иметь одинаковый контакт с каждой точкой поверхности пластины. Противоречивые требования отчасти удовлетворяются в двухслойных подушках. Верхний слой обеспечивает хорошую планаризацию, а более сжимаемый нижний слой – конформность и равномерность.

-  Упругость полирующей подушки.   Единицы измерения МПа  и psi. Модуль определяет механическую стабильность и гибкость подушки в процессе полирования.   Гибкость влияет на  проявление эффекта, связанного с зависимостью скорости полирования от размеров элементов.

-  Твердость полирующей подушки.  Величина, характеризуемая относительными величинами, связана со способностью подушки сохранять свою форму. Твердые подушки обеспечивают  лучшую степень планаризации. Более мягкие подушки подходят для бездефектной обработки.

-  Толщина  полирующей подушки.  Выбор этого параметра определяется сжимаемостью подушки: чем толще подушка, тем больше усилие необходимо приложить для  того, чтобы поверхность подушки соответствовала  изгибам поверхности пластины. Толщина должна быть такой, чтобы обеспечивался баланс между требованиями планаризации и равномерности.

-  Рельеф и перфорация полирующей подушки.  Обычно на рабочей поверхности полирующих подушек имеются канавки, расположенные в виде сетки. Для подачи суспензии в подушках выполнены сквозные отверстия. Совокупность канавок и отверстий улучшает распределение суспензии в зоне обработки.

-  Кондиционирование подушки. Это специальная технология периодического восстановления свойств рабочей поверхности полирующей подушки.

-  Устойчивость полирующей подушки к химическим реагентам.  Подушка не должна реагировать с суспензией, очищающими растворами и полируемой поверхностью.

-  Кривизна пластины.  Влияет на распределение нагрузки по поверхности пластины. Если, например, центральная область пластины имеет выпуклую форму, то давление на эту часть пластины будет больше. А, поскольку эффект, связанный с геометрией топологического рисунка, зависит от давления, то в центральной части пластины этот эффект будет проявляться сильнее.

-  Положение пластины. Пластина должна размещаться параллельно рабочей поверхности подушки. От положения пластины сильно зависит равномерность и качество планаризации.

-  Многослойные структуры.  В общем случае при формировании многоуровневой разводки и полировании верхнего слоя, под обрабатываемой поверхностью находится еще несколько ранее осажденных пленок. Процесс полирования может оказывать влияние на механические характеристики нижележащих слоев. Это воздействие особенно проявляется для полимерных пленок.

-  Напряжения в пленках. Измеряются в МПа или в psi. Возникновение напряжений сжатия приводит к возрастанию скорости растворения полируемой поверхности, а напряжения растяжения способствуют снижению растворимости [4]. Следовательно, градиенты напряжений на поверхности пластины  могут явиться причиной возникновения неравномерности скорости полирования.