盛美半導體設備（上海）有限公司，今天推出最新的半導體制造設備——無應力拋光集成設備（the Ultra iSFP）。該設備能夠對65nm及以下的銅互聯結構進行無應力、無損傷拋光。該設備整合了無應力拋光技術（SFP）、熱氣相蝕刻技術 （TFE）以及低下壓力化學機械平坦化技術（ULDCMP），利用其各自獨特的技術優(yōu)點，確保在整個拋光過程中對銅互連結構無任何損傷。
　　
　　使用無應力拋光設備制造以二氧化硅（SiO2）為基體的空氣穴互連結構有諸多優(yōu)點。其工藝簡單，可以使用傳統的二氧化硅介電質及大馬士革工藝，因此不需要開發(fā)新材料和新工藝。該工藝對于窄的銅線和極小的互聯結構沒有任何損傷，具有自動對準功能，不需要硬光掩膜，并只在小線距區(qū)域選擇性的形成空氣穴，而不在大線距區(qū)域形成空氣穴，這樣既能在小線距區(qū)域提供低于2.2的有效超低k特性，又能給互連結構提供出色的機械強度及良好的散熱特性，以此抵擋封裝時帶來的機械壓力，并解決器件運行時的發(fā)熱問題。
　　
　　“無應力拋光的優(yōu)點是顯著的，”盛美半導體設備（上海）有限公司創(chuàng)始人，執(zhí)行總裁王暉稱，“通過一臺將無應力拋光工藝（SFP），熱氣相蝕刻工藝 （TFE），以及低下壓力化學機械平坦化工藝（ULDCMP）整合在一體的拋光設備，我們能夠成功解決小尺寸（< 0.2微米）銅/低k介質互聯結構拋光的難題，使制造二氧化硅（SiO2）為基體的空氣穴互聯結構成為可能。”
　　
　　在無應力拋光設備中，銅互聯結構晶圓先通過低下壓力化學機械平坦化工藝拋光，利用終點檢測儀確保150nm左右的銅膜厚度，以保證下層介電質的結構不受到損傷；此后晶圓先送入刷洗腔去除大顆粒；再進入空間相位交變兆聲清洗腔去除小顆粒和氧化物；接著采用非接觸式銅膜厚度測量儀，測出剩余銅膜的厚度；此時晶圓移入無應力拋光腔，根據先前測量的剩余膜厚值，精確的選擇性的去除凹槽外的銅直至阻擋層，緊接著在邊緣清洗腔內進行邊緣清洗；清洗后的晶圓經過預熱后進入熱氣相蝕刻工藝腔內對阻擋層進行蝕刻；最后通過設備前端模塊傳輸回硅片盒。
　　
　　電化學無應力拋光原理是被客戶驗證過的有效技術，其能確保拋光過程中對銅和介電質材料結構無任何損傷。基于智能拋光系統，該系統整合了晶圓運動控制、智能拋光電源和拋光液供應系統，因為只有拋光液與銅互聯結構表面接觸，無應力拋光工藝能夠控制全局銅膜膜厚和凹陷，不產生侵蝕以及介質層與阻擋層也不會產生形變。最終消除由機械應力對銅/超低k介質產生的損傷，有效解決銅/超低k介質互聯的整合問題。
　　
　　“無應力拋光技術的問世代表著銅/超低k介質互聯的整合工藝取得了重大突破，特別是在以二氧化硅（SiO2）為基體的空氣穴互聯結構的應用解決了三維封裝TSV遇到的發(fā)熱難題。”王暉補充道。