新開發(fā)「行星式」研磨技術(shù) 硅晶圓更平坦
[導(dǎo)讀]諾發(fā)系統(tǒng)(Novellus)全資子公司、高精密度表面拋光系統(tǒng)制造商Peter Wolters，宣布開發(fā)出采用AC2000 雙面拋光系統(tǒng)的創(chuàng)新行星式研磨(PPG)技術(shù)；以 PPG 技術(shù)制造的硅晶圓，號稱比使用其他研磨技術(shù)平坦五倍，相較于常規(guī)研
諾發(fā)系統(tǒng)(Novellus)全資子公司、高精密度表面拋光系統(tǒng)制造商Peter Wolters，宣布開發(fā)出采用AC2000 雙面拋光系統(tǒng)的創(chuàng)新行星式研磨(PPG)技術(shù)；以 PPG 技術(shù)制造的硅晶圓，號稱比使用其他研磨技術(shù)平坦五倍，相較于常規(guī)研磨技術(shù)甚至可改善高達(dá)三倍之誤差值。
于半導(dǎo)體制程中，縮小組件尺寸與先進(jìn)的光刻波長，能讓薄化晶圓(tighter wafer)的平坦度和誤差值作為硅晶圓使用。用于將硅元素轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)晶圓(prime wafers)的其中步驟之一：鋸切步驟的硅鑄塊會影響低質(zhì)量晶體表面層的去除。直到現(xiàn)在，若要移除此下方的晶體層仍使用研磨或高速杯形砂輪研磨技術(shù)。然而，表面的磨損與平坦度問題是此兩種技術(shù)的明顯缺點(diǎn)。
研磨技術(shù)造成由硅晶圓表面延伸到晶體結(jié)構(gòu)大于20微米，形成相對較嚴(yán)重的誤差；杯形砂輪研磨技術(shù)的最終平坦度是可獲得的，這是由于彎磨輪和晶圓之間的接觸區(qū)域會產(chǎn)生已知螺旋表面，并與一個不良的中心圖形而受到限制。另外，誤差值與平坦度的問題，也會造成研磨技術(shù)與杯形砂輪研磨方法使用于32奈米，及更精密的技術(shù)時之限制。
在生產(chǎn)超平晶圓時的雙面拋光過程中，硅晶圓拋光技術(shù)已用于研磨技術(shù)的行星式動作(planetary motion)一段時間。然而這種技術(shù)轉(zhuǎn)移到研磨步驟上也存在問題和困難。為此Peter Wolters的工程師開發(fā)出名為 PPG的新晶圓研磨技術(shù)，其提供了業(yè)界衡量晶圓平坦度與誤差值之標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)驗(yàn)證的AC2000系統(tǒng)，其行星式動作 (planetary wafer motion)、雙面拋光和固定式研磨墊可同時用于處理晶圓雙面。Peter Wolters的PPG技術(shù)，加上該公司的專利Upper Platen Adaptive Control (UPAC)，消除了常見的研磨和杯狀砂輪研磨制程的問題與限制。這種創(chuàng)新的處理方法將GBIR降至500奈米，SFQR降至 100奈米，并超過 22奈米技術(shù)的要求。其芯片平坦度甚至五倍優(yōu)于其它芯片研磨方法，相較常規(guī)研磨技術(shù)，誤差值亦可達(dá)到三倍之改善。
這個獨(dú)特的研磨技術(shù)的另一個好處是，單一硅晶棒能夠產(chǎn)生更多晶圓片。Peter Wolters的PPG 技術(shù)可于制程中去除較少的硅，主因在于相較于研磨，期能降低次表面硅的傷害 ，而相較于杯狀砂輪研磨則有較佳的平坦度控制。由于在PPG 研磨階段有較少的硅被去除，因此起始的晶圓可以更薄，故于2000mm長錠可多生產(chǎn)20片300mm的原始芯片。
于半導(dǎo)體制程中，縮小組件尺寸與先進(jìn)的光刻波長，能讓薄化晶圓(tighter wafer)的平坦度和誤差值作為硅晶圓使用。用于將硅元素轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)晶圓(prime wafers)的其中步驟之一：鋸切步驟的硅鑄塊會影響低質(zhì)量晶體表面層的去除。直到現(xiàn)在，若要移除此下方的晶體層仍使用研磨或高速杯形砂輪研磨技術(shù)。然而，表面的磨損與平坦度問題是此兩種技術(shù)的明顯缺點(diǎn)。
研磨技術(shù)造成由硅晶圓表面延伸到晶體結(jié)構(gòu)大于20微米，形成相對較嚴(yán)重的誤差；杯形砂輪研磨技術(shù)的最終平坦度是可獲得的，這是由于彎磨輪和晶圓之間的接觸區(qū)域會產(chǎn)生已知螺旋表面，并與一個不良的中心圖形而受到限制。另外，誤差值與平坦度的問題，也會造成研磨技術(shù)與杯形砂輪研磨方法使用于32奈米，及更精密的技術(shù)時之限制。
在生產(chǎn)超平晶圓時的雙面拋光過程中，硅晶圓拋光技術(shù)已用于研磨技術(shù)的行星式動作(planetary motion)一段時間。然而這種技術(shù)轉(zhuǎn)移到研磨步驟上也存在問題和困難。為此Peter Wolters的工程師開發(fā)出名為 PPG的新晶圓研磨技術(shù)，其提供了業(yè)界衡量晶圓平坦度與誤差值之標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)驗(yàn)證的AC2000系統(tǒng)，其行星式動作 (planetary wafer motion)、雙面拋光和固定式研磨墊可同時用于處理晶圓雙面。Peter Wolters的PPG技術(shù)，加上該公司的專利Upper Platen Adaptive Control (UPAC)，消除了常見的研磨和杯狀砂輪研磨制程的問題與限制。這種創(chuàng)新的處理方法將GBIR降至500奈米，SFQR降至 100奈米，并超過 22奈米技術(shù)的要求。其芯片平坦度甚至五倍優(yōu)于其它芯片研磨方法，相較常規(guī)研磨技術(shù)，誤差值亦可達(dá)到三倍之改善。
這個獨(dú)特的研磨技術(shù)的另一個好處是，單一硅晶棒能夠產(chǎn)生更多晶圓片。Peter Wolters的PPG 技術(shù)可于制程中去除較少的硅，主因在于相較于研磨，期能降低次表面硅的傷害 ，而相較于杯狀砂輪研磨則有較佳的平坦度控制。由于在PPG 研磨階段有較少的硅被去除，因此起始的晶圓可以更薄，故于2000mm長錠可多生產(chǎn)20片300mm的原始芯片。
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