Proceso y caracterización de tecnología de pulido químico-mecánico (CMP) aplicada a obleas de óxido de silicio y nitruro de silicio

Abstract

[ES] El proceso de CMP (Pulido Químico-Mecánico) constituye una de las diferentes etapas que intervienen en la fabricación de chips fotónicos. Consiste en el pulido y remoción controlada de materiales depositados en las diversas capas de una oblea, como dieléctricos o metales. Esta técnica combina la interacción de procesos de pulido que involucran fuerza mecánica y reacciones químicas mediante partículas abrasivas selectivas a diferentes materiales de las capas de la oblea. El objetivo del pulido químico-mecánico es lograr una superficie plana y uniforme, reduciendo la rugosidad y los defectos en la oblea posteriores al proceso de pulido. Durante el CMP, varios parámetros que intervienen en la receta del proceso son críticos. Entre los más significativos se encuentran, la velocidad de rotación del portador que sostiene la oblea, la velocidad de rotación del plato y la presión ejercida por la oblea sobre la almohadilla de pulido ubicada en el plato de la herramienta de CMP. Estos parámetros tienen un impacto significativo en los resultados, incluyendo la tasa de remoción y planarización del material, así como la no uniformidad de la oblea, dependiendo de la configuración que se haya aplicado a los parámetros. En este proyecto, se propone llevar a cabo procesos de CMP realizando la configuración de los diversos parámetros involucrados, con el objetivo de evaluar su impacto y caracterizar obleas de diferentes materiales como óxido de silicio o nitruro de silicio a través de los resultados obtenidos mediante el uso de técnicas de elipsometría y microscopía.

[EN] The CMP (Chemical-Mechanical Polishing) process constitutes one of the different stages involved in the manufacturing of photonic chips. It consists of the controlled polishing and removal of materials deposited in the various layers of a wafer, such as dielectrics or metals. This technique combines the interaction of polishing processes that involve mechanical force and chemical reactions using abrasive particles selective to different materials of the wafer layers. The objective of chemical-mechanical polishing is to achieve a flat and uniform surface, reducing roughness and defects on the wafer after the polishing process. During CMP, several parameters involved in the process recipe are critical. Among the most significant are the rotation speed of the carrier holding the wafer, the rotation speed of the chuck, and the pressure exerted by the wafer on the polishing pad located on the CMP tool chuck. These parameters have a significant impact on the results, including the rate of material removal and planarization, as well as wafer non-uniformity, depending on the parameter settings that have been applied. In this project, it is proposed to carry out CMP processes by configuring the various parameters involved, with the objective of evaluating their impact and characterizing wafers of different materials such as silicon oxide or silicon nitride through the results obtained through the use of ellipsometry and microscopy techniques.