盛美半导体发布无应力抛光集成(SFP)设备

　　盛美半导体设备(上海)有限公司，日前推出最新的半导体制造设备——无应力抛光集成设备(the Ultra SFP)。该设备能够对65nm及以下的铜互联结构进行无应力、无损伤抛光。该设备整合了无应力抛光技术(SFP)、热气相蚀刻技术 (TFE)以及低下压力化学机械平坦化技术(ULDCMP)，利用其各自独特的技术优点，确保在整个抛光过程中对铜互连结构无任何损伤。

        “无应力抛光的优点是显著的，”盛美半导体设备(上海)有限公司创始人，执行总裁王晖称，“通过一台将无应力抛光工艺(SFP)，热气相蚀刻工艺 (TFE)，以及低下压力化学机械平坦化工艺(ULDCMP)整合在一体的抛光设备，我们能够成功解决小尺寸(< 0.2微米)铜/低k介质互联结构抛光的难题，使制造二氧化硅(SiO2)为基体的空气穴互联结构成为可能。”

　　“无应力抛光技术的问世代表着铜/超低k介质互联的整合工艺取得了重大突破，特别是在以二氧化硅(SiO2)为基体的空气穴互联结构的应用解决了三维封装TSV遇到的发热难题。”王晖补充道。

         使用无应力抛光设备制造以二氧化硅(SiO2)为基体的空气穴互连结构有诸多优点。其工艺简单，可以使用传统的二氧化硅介电质及大马士革工艺，因此不需要开发新材料和新工艺。该工艺对于窄的铜线和极小的互联结构没有任何损伤，具有自动对准功能，不需要硬光掩膜，并只在小线距区域选择性的形成空气穴，而不在大线距区域形成空气穴，这样既能在小线距区域提供低于2.2的有效超低k特性，又能给互连结构提供出色的机械强度及良好的散热特性，以此抵挡封装时带来的机械压力，并解决器件运行时的发热问题。

　　在无应力抛光设备中，铜互联结构晶圆先通过低下压力化学机械平坦化工艺抛光，利用终点检测仪确保100nm左右的铜膜厚度，以保证下层介电质的结构不受到损伤;此后晶圆先送入刷洗腔去除大颗粒;再进入空间相位交变兆声清洗腔去除小颗粒和氧化物;接着采用非接触式铜膜厚度测量仪，测出剩余铜膜的厚度;此时晶圆移入无应力抛光腔，根据先前测量的剩余膜厚值，精确的选择性的去除凹槽外的铜直至阻挡层，紧接着在边缘清洗腔内进行边缘清洗;清洗后的晶圆经过预热后进入热气相蚀刻工艺腔内对阻挡层进行蚀刻;最后通过设备前端模块传输回硅片盒。

　　电化学无应力抛光原理是被客户验证过的有效技术，其能确保抛光过程中对铜和介电质材料结构无任何损伤。基于智能抛光系统，该系统整合了晶圆运动控制、智能抛光电源和抛光液供应系统，因为只有抛光液与铜互联结构表面接触，无应力抛光工艺能够控制全局铜膜膜厚和凹陷，不产生侵蚀以及介质层与阻挡层也不会产生形变。最终消除由机械应力对铜/超低k介质产生的损伤，有效解决铜/超低k介质互联的整合问题。