Azione fisicaModifica
Gli strumenti CMP tipici, come quelli visti sulla destra, consistono in una piastra rotante ed estremamente piatta che è coperta da un pad. Il wafer che viene lucidato è montato a testa in giù in un vettore/mandrino su una pellicola di supporto. L’anello di fissaggio (Figura 1) mantiene il wafer nella corretta posizione orizzontale. Durante il processo di carico e scarico del wafer sull’utensile, il wafer è tenuto sotto vuoto dal supporto per evitare che particelle indesiderate si accumulino sulla superficie del wafer. Un meccanismo di introduzione dello slurry deposita lo slurry sulla piastra, rappresentato dalla fornitura di slurry nella Figura 1. Sia la piastra che il supporto vengono poi ruotati e il supporto viene mantenuto oscillante; questo può essere meglio visto nella vista dall’alto della Figura 2. Una pressione/forza verso il basso viene applicata al supporto, spingendolo contro la piastra; tipicamente la forza verso il basso è una forza media, ma la pressione locale è necessaria per i meccanismi di rimozione. La forza verso il basso dipende dall’area di contatto che, a sua volta, dipende dalle strutture del wafer e del pad. Tipicamente i pad hanno una rugosità di 50 μm; il contatto avviene tramite asperità (che tipicamente sono i punti alti sul wafer) e, di conseguenza, l’area di contatto è solo una frazione dell’area del wafer. Nella CMP, anche le proprietà meccaniche del wafer stesso devono essere considerate. Se il wafer ha una struttura leggermente arcuata, la pressione sarà maggiore sui bordi che al centro, il che causa una lucidatura non uniforme. Per compensare l’arco del wafer, la pressione può essere applicata alla parte posteriore del wafer che, a sua volta, pareggerà le differenze centro-bordo. I pad utilizzati nello strumento CMP devono essere rigidi per lucidare uniformemente la superficie del wafer. Tuttavia, questi pad rigidi devono essere mantenuti sempre in allineamento con il wafer. Pertanto, i veri pad sono spesso solo pile di materiali morbidi e duri che si conformano alla topografia del wafer in una certa misura. Generalmente, questi pad sono fatti di materiali polimerici porosi con una dimensione dei pori tra 30-50 μm, e poiché vengono consumati nel processo, devono essere regolarmente ricondizionati. Nella maggior parte dei casi i tamponi sono molto proprietari, e di solito ci si riferisce ai loro nomi di marchio piuttosto che alle loro proprietà chimiche o di altro tipo.
Azione chimicaModifica
La lucidatura meccanica chimica o planarizzazione è un processo di levigatura delle superfici con la combinazione di forze chimiche e meccaniche. Può essere pensato come un ibrido tra l’incisione chimica e la lucidatura abrasiva libera.