Cơ chế làm phẳng bề mặt của CMP là gì?

Công nghệ Dual-Damascene là một quy trình công nghệ được sử dụng để sản xuất các đường dẫn kim loại trong mạch tích hợp. Đây là sự phát triển tiếp theo của quy trình Damascus. Bằng cách tạo ra các lỗ xuyên và rãnh cùng một lúc trong cùng một bước quy trình và lấp đầy chúng bằng kim loại, việc sản xuất tích hợp các đường dẫn kim loại được thực hiện.

Tại sao nó được gọi là Damascus?

Thành phố Damascus là thủ đô của Syria, và kiếm Damascus nổi tiếng về độ sắc bén và kết cấu tinh xảo. Quá trình chế tạo đòi hỏi một kỹ thuật khảm đặc biệt: đầu tiên, hoa văn cần thiết được khắc trên bề mặt thép Damascus, sau đó các vật liệu đã được chuẩn bị trước được khảm chặt vào các rãnh đã khắc. Sau khi hoàn thành quá trình khảm, bề mặt có thể hơi gồ ghề. Người thợ thủ công sẽ đánh bóng cẩn thận để đảm bảo độ nhẵn mịn tổng thể. Và quy trình này là nguyên mẫu của quy trình Damascus kép của chip. Đầu tiên, các rãnh hoặc lỗ được khắc trên lớp điện môi, sau đó kim loại được lấp đầy vào chúng. Sau khi lấp đầy, phần kim loại thừa sẽ được loại bỏ bằng máy CMP.

Các bước chính của quy trình nhuộm damascene kép bao gồm:

▪ Quá trình lắng đọng lớp điện môi:

Phủ một lớp vật liệu điện môi, chẳng hạn như silic dioxit (SiO2), lên chất bán dẫn.tấm wafer.

▪ Sử dụng phương pháp quang khắc để định hình hoa văn:

Sử dụng phương pháp quang khắc để định hình mẫu các lỗ dẫn và rãnh trên lớp điện môi.

▪Khắc axit:

Chuyển mẫu các lỗ xuyên và rãnh sang lớp điện môi thông qua quy trình khắc khô hoặc khắc ướt.

▪ Quá trình lắng đọng kim loại:

Lắng đọng kim loại, chẳng hạn như đồng (Cu) hoặc nhôm (Al), vào các lỗ và rãnh để tạo thành các kết nối kim loại.

▪ Đánh bóng cơ học bằng hóa chất:

Đánh bóng cơ học hóa học bề mặt kim loại để loại bỏ phần kim loại thừa và làm phẳng bề mặt.

So với quy trình sản xuất kết nối kim loại truyền thống, quy trình ghép nối kép có những ưu điểm sau:

▪Các bước quy trình được đơn giản hóa:Bằng cách tạo các lỗ xuyên và rãnh đồng thời trong cùng một bước quy trình, các bước quy trình và thời gian sản xuất được giảm thiểu.

▪Nâng cao hiệu quả sản xuất:Nhờ việc giảm thiểu các bước trong quy trình, quy trình ghép hai lớp có thể nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí sản xuất.

▪Cải thiện hiệu suất của các kết nối kim loại:Quy trình ghép kim loại kép có thể tạo ra các đường kết nối kim loại hẹp hơn, nhờ đó cải thiện khả năng tích hợp và hiệu năng của mạch điện.

▪Giảm ​​điện dung và điện trở ký sinh:Bằng cách sử dụng vật liệu điện môi có hằng số điện môi thấp và tối ưu hóa cấu trúc của các đường dẫn kim loại, điện dung và điện trở ký sinh có thể được giảm thiểu, cải thiện tốc độ và hiệu suất tiêu thụ điện năng của mạch.