化学机械研磨

其过程相当复杂
更新时间:2019-10-25 17:09 浏览:151 关闭窗口 打印此页

  CMP属于化学作用和机械作用相结合的技术,其过程相当复杂,影响因素很多。首先工件表面材料与抛光液中的氧化剂催化剂等发生化学反应,生成一层相对容易去除的软质层,然后在抛光液中的磨料和抛光垫的机械作用下去除软质层,使工件表面重新裸露出来,然后再进行化学反应,这样在化学作用过程和机械作用过程的交替进行中完成工件表面抛光

  由于所选的用于抛光研磨浆料中颗粒并不比被抛光的表面硬,因此可以避免严重的机械损伤。CMP晶圆片上的表面角度大约是1°,而回流产生的表面角度则为10°。由于CMP能够形成平整的表面,因此经过CMP之后的晶圆片只会产生极少的金属线缺陷,如短路开路,这两种缺陷最常发生在复杂结构图形的边缘。CMP之后获得的表面平整度可以近似由Hertzian穿透深度公式给出

  化学机械抛光技术(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是集成电路制造中获得全局平坦化的一种手段

  早期,CMP只是用于互连平坦化,但是随着技术不断地完善它也被用于注入器件隔离等一些前端工艺。下图所示为一个简单的CMP工艺原理示意图,将晶圆片固定在一个旋转的吸盘上,该吸盘又与一个旋转的抛光盘相接触,抛光盘上放置了由化学腐蚀剂和磨料颗粒组成的研磨浆料,这些研磨浆料不断输到晶圆片下面。抛光盘表面光滑,可以给晶圆片下面不断地提供新鲜的磨料,同时也可以及时地将研磨产生的副产物排除

  由于光刻工艺中使用高数值孔径的透镜带来了曝光视场聚焦深度较小的问题,同时由于多层金属互连工艺的使用,都促使了CMP工艺的出现和发展,市场份额也日益变大

  公式中,Φ是研磨浆料颗粒的直径,E是被抛光材料的杨氏模数,Kp是关于研磨颗粒密度的一个常数,对于一个紧密填充的材料来说,Kp=1。对于采用Φ=100nm的二氧化硅颗粒来抛光硅晶圆片的情况而言,在Kp=0.5,1.5MPa的压力下,获得的Rs大约为0.3nm。这个结果表明该通过该CMP研磨系统处理后,目标可获得一个相当平整的表面

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