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AMAT 化学机械研磨设备Reflexion® LK CMP全套手册
首页 >半导体设备资料 >晶圆处理:清洗-研磨-减薄 2024-01-31 报告错误错误问题可与客服联系,感谢您的支持! [获取免费下载] 觉得本站不错记得分享给好友哦! 0
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图纸预览图
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资料描述

一、设备基础定位

Reflexion® LK 是应用材料(AMAT)300mm(12 英寸)晶圆专用化学机械平坦化(CMP)量产平台,承接经典 Mirra 系列迭代,是全球先进制程芯片量产主流 CMP 设备,专为逻辑、存储、先进封装的介质 / 金属薄膜全局平坦化设计,兼容 45nm 及以下先进工艺,衍生基础版、LK Prime 高产能版、eCMP 电化学铜抛光三大子型号。

核心硬件架构

  1. 晶圆载片区(左侧 4 工位装载口)4 个 FOUP 晶圆盒装载端口,带自动晶圆识别、预清洁模块,减少颗粒缺陷,支持全自动上下料、晶圆预对准。

  2. 抛光核心区(中部转盘研磨单元)行业独有的三转盘连续抛光架构,可完成三步式抛光(粗抛→精抛→终点停抛);标配多区压力可控研磨头,支持极低抛光下压力,适配脆弱低 k/ULK 超低介电薄膜,避免层间塌陷、碟形凹陷缺陷。

  • 基础 LK:3 个抛光转盘 + 4 组清洗工位

  • LK Prime 升级款:6 抛光工位 + 8 集成清洗工位,产能提升 100%,适配高产能晶圆厂

后端清洗干燥模组(整机右侧机柜区)集成多道物理 + 化学清洗、纯水漂洗、真空干燥单元,抛光后即时去除浆料颗粒、金属残留,大幅降低晶圆表面缺陷密度。

电控与耗材机柜(整机下层 / 侧部封闭舱体)包含浆料输送、抛光垫修整、化学药液供给、真空、温控、原位量测控制系统,全封闭钣金工业金属机柜,防尘、控温、防腐蚀。

二、核心专利工艺控制技术

1. FullVision™ XE 全晶圆原位终点检测

  • 宽带光谱光学检测(介质抛光)+ 霍尔涡流传感(金属铜 / 钨抛光)双模式;

  • 全覆盖扫描整片 300mm 晶圆,精准捕捉薄膜完全剥离终点,杜绝过抛 / 欠抛,显著提升工艺良率 Cpk 值,抵消抛光垫、浆料、来料晶圆厚度波动带来的工艺漂移。

2. RTPC XE 实时轮廓闭环控制

iScan 实时形貌调节系统,抛光过程中动态调整研磨头分区压力,自动补偿电镀铜、氧化层晶圆厚度不均,保证片内(WIW)、片间(WTW)厚度均匀性,适配先进节点严苛薄膜公差要求。

3. eCMP 电化学抛光衍生技术(LK eCMP 机型)

针对 65nm 及以下铜互连低 k 介质开发,依靠电化学溶解替代纯机械研磨,铜去除速率可达 6000Å/min,极低机械压力,完美解决超薄低 k 膜易损伤、铜布线碟形凹陷、介质过蚀痛点,是先进逻辑芯片主流铜抛光方案。

三、全工艺适配应用场景

可覆盖芯片制造全流程平坦化工序,单平台兼容多工艺切换:

  1. 介质 CMP:STI 浅沟槽隔离、ILD 层间氧化硅、高 k 栅介质、多晶硅抛光;

  2. 金属 CMP:钨接触孔(W Plug)、铜双镶嵌互连(Cu Dual Damascene)、铝金属层;

  3. 先进存储 / 功率器件:3D NAND 多层介质平坦化、功率器件厚氧化层抛光;

  4. 先进封装:TSV 硅通孔、RDL 重布线层晶圆平坦化。

四、设备核心优势

  1. 极低损伤工艺窗口多区低压研磨头 + 电化学可选方案,适配超薄、脆弱低 k/ULK 薄膜,先进制程缺陷率远低于竞品平台;

  2. 高产能模块化设计LK Prime 双抛光链并行架构,产能较初代翻倍,适配 8 万片 / 月以上高产能晶圆厂;

  3. 一体化清洗链路抛光 - 清洗 - 干燥无缝集成,无需离线转运,颗粒缺陷降低 40% 以上;

  4. 全闭环智能工艺控制原位终点 + 实时轮廓调节 + 机台内置量测,减少离线检测频次,缩短工艺调试周期;

  5. 平台通用性强更换抛光垫、浆料、检测模块即可切换介质 / 金属工艺,减少产线设备采购成本。

五、行业市场地位

AMAT Reflexion LK 系列长期占据全球 300mm CMP 设备 70% 以上市场份额,是台积电、三星、中芯国际、长江存储等主流晶圆厂先进制程标配设备,同时大量二手设备流通于成熟制程产线,是半导体平坦化工艺的标杆平台。