高壓電源支持CMP自動(dòng)化改造

CMP設(shè)備自動(dòng)化水平長(zhǎng)期落后于光刻、刻蝕等工序，主要瓶頸在于高壓電源與主機(jī)之間信息交互深度不足，導(dǎo)致吸附參數(shù)調(diào)整仍需大量人工干預(yù)。高壓電源的智能化改造正成為撬動(dòng)CMP全流程自動(dòng)化的核心支點(diǎn)，已在多條產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)從半自動(dòng)向無(wú)人化操作的跨越。

自動(dòng)化改造的核心是高壓電源與主機(jī)的高速雙向數(shù)據(jù)接口實(shí)現(xiàn)。改造后的電源提供微秒級(jí)精度的電壓實(shí)際輸出波形、每區(qū)分時(shí)漏電流、卡盤表面電位分布等多維數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳能力，同時(shí)支持主機(jī)下發(fā)復(fù)雜的分時(shí)分區(qū)分壓曲線。基于這些數(shù)據(jù)，自動(dòng)化系統(tǒng)可在每片晶圓上片瞬間根據(jù)前道銅厚地圖自動(dòng)生成個(gè)性化吸附策略：銅厚較厚區(qū)域提前提升電壓以增強(qiáng)下壓力，銅厚較薄區(qū)域則降低電壓防止蝕坑，整個(gè)過(guò)程無(wú)需人工確認(rèn)，單片參數(shù)調(diào)整時(shí)間從分鐘級(jí)降至秒級(jí)。

智能漏電流補(bǔ)償自動(dòng)化是另一關(guān)鍵突破。傳統(tǒng)人工需定期測(cè)量卡盤漏電流并手動(dòng)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)，改造后的電源內(nèi)置自學(xué)習(xí)補(bǔ)償算法，可在連續(xù)拋光過(guò)程中實(shí)時(shí)追蹤每區(qū)漏電流趨勢(shì)，自動(dòng)優(yōu)化反向脈沖幅度與頻率，使卡盤老化補(bǔ)償完全閉環(huán)運(yùn)行。實(shí)際改造后，操作員從每月需花費(fèi)數(shù)十小時(shí)調(diào)整補(bǔ)償參數(shù)，轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)自動(dòng)完成，卡盤壽命預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)到95%以上。

異常自處理能力大幅降低了人工干預(yù)頻率。當(dāng)發(fā)生晶圓局部擊穿或漿料結(jié)塊導(dǎo)致的弧光事件時(shí)，改造電源可在檢測(cè)到異常電流尖峰的瞬間（<8μs）自動(dòng)降低該區(qū)電壓至安全值，同時(shí)向主機(jī)發(fā)送精確位置信息，主機(jī)立即調(diào)整該區(qū)域拋光壓力與漿料噴灑策略，避免缺陷擴(kuò)大。改造前此類事件平均需停機(jī)人工檢查20-40分鐘，改造后98%的事件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)恢復(fù)，停機(jī)時(shí)間降至零。

與APC系統(tǒng)的深度融合實(shí)現(xiàn)了前饋+反饋雙閉環(huán)自動(dòng)化。改造電源可直接接收前道量測(cè)站的銅厚、阻擋層厚度等全地圖數(shù)據(jù)，在晶圓進(jìn)入CMP前完成電壓曲線的預(yù)生成；拋光過(guò)程中實(shí)時(shí)接收光學(xué)終端檢測(cè)系統(tǒng)的去除厚度數(shù)據(jù)，進(jìn)行電壓微調(diào)；拋光后將實(shí)際執(zhí)行的電壓波形與去除結(jié)果一并回傳至APC數(shù)據(jù)庫(kù)，用于下一批次的模型迭代。這種全鏈路數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模式使批次間平坦度變異從±12%收斂至±4%以內(nèi)，徹底擺脫了對(duì)資深工程師經(jīng)驗(yàn)的依賴。

無(wú)人化清洗流程改造是自動(dòng)化落地的亮點(diǎn)。傳統(tǒng)清洗需人工判斷卡盤狀態(tài)并設(shè)定清洗參數(shù)，改造電源可根據(jù)累計(jì)拋光片數(shù)、漏電流趨勢(shì)與歷史缺陷數(shù)據(jù)，自動(dòng)觸發(fā)并執(zhí)行差異化清洗程序：輕度污染時(shí)采用低能量脈沖清洗，重度污染時(shí)切換高強(qiáng)度去極化序列，整個(gè)清洗過(guò)程電壓、時(shí)序、漿料配方全部自動(dòng)優(yōu)化，清洗后卡盤性能恢復(fù)率穩(wěn)定在99.3%以上。

通過(guò)高速數(shù)據(jù)接口、智能補(bǔ)償、異常自處理、APC深度融合和無(wú)人化清洗等一系列改造，高壓電源已成功將CMP設(shè)備從“人工經(jīng)驗(yàn)主導(dǎo)”轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;數(shù)據(jù)與算法主導(dǎo)”的全自動(dòng)化平臺(tái)，操作員人均管理設(shè)備數(shù)從3-4臺(tái)提升至12-15臺(tái)，為晶圓廠大幅降低人力成本與人為失誤提供了最直接的技術(shù)支撐。