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半導體晶圓CMP化學(xué)機械研磨拋光的原因

文章出處:責任編輯:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2024-06-24 17:19【

 

什么是CMP化學(xué)機械研磨拋光?
CMP(Chemical Mechanical Polishing)其實(shí)為化學(xué)與機械研磨(C&MP)的意思,化學(xué)作用與機械作用平等。

CMP化學(xué)機械研磨.jpg

 

目前CMP已成為半導體制程主流,其重要的原因主要有二:
①為了縮小芯片面積,因此采用集成度高、細線(xiàn)化的多層金屬互連線(xiàn)(七層以上),因線(xiàn)寬極細,且需多層堆疊,故光刻制程即為一關(guān)鍵步驟。若晶圓表面凹凸不平,平坦度差,則會(huì )影響光刻精確度,因此需以CMP達成晶圓上金屬層間之全面平坦化(Global Planarization)。
②為了降低元件之電阻電容延遲(RC Delay),提高運算速度,因此將內聯(lián)機由電阻系數較高之鋁改為較低之銅。但銅不易產(chǎn)生高揮發(fā)性之化合物,以目前技術(shù),不易進(jìn)行量產(chǎn)之等離子蝕刻,所以目前多采鑲嵌制程,即先在絕緣層上定義所需圖案,再沉積銅金屬,最后再以CMP將多余銅金屬磨除。

CMP拋光液.jpg

機械研磨與化學(xué)作用,而達成磨平晶圓上之金屬層、阻障層、絕緣層。晶圓上不平表面與研磨墊(Pad)互相接觸研磨,兩者之間并添加由酸性或堿性研磨液(Solution)與超細固體研磨粒(Abrasive)組成之研磨漿(Sluny)。藉由研磨粒之「機械」研磨磨與研磨液之「化學(xué)」作用,二種作用同時(shí)進(jìn)行,而將不平表面去除,使表面平坦。
CMP主要消耗品為載具膜(Carrier Film)、研磨墊pad及研磨漿slurry。廣義CMP包含CMP后清潔(Post-CMP Cleaning)。

CMP工藝高效穩定、工藝組合靈活,可實(shí)現晶圓納米級全局平坦化,滿(mǎn)足先進(jìn)制程技術(shù)需求,已在集成電路、先進(jìn)封裝、大硅片等制造工藝中批量應用。

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