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CMP技术的简介
作者:康洪亮 王云彪 黄彬 张春翔 吴桐 来源:《中国科技博览》2013年第17期
[摘 要]本文通过查阅一些文献,简单的介绍了化学机械抛光技术的基本原理,对影响化学机械抛光的主要因素进行了主要分析,并对其研究发展趋势进行了一下展望,以方便读者对化学机械抛光技术进行初步了解。
[關键词]化学机械抛光 抛光液 抛光垫 影响因素 发展趋势
中图分类号:TU31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)17-322-02 一、CMP作用机理
化学机械抛光(CMP)是由IBM公司于1980年代中期开发出来的[1]。CMP 作用机理从宏观上来讲:将旋转的被抛光晶片压在与其同方向旋转的弹性抛光垫上,而抛光液在晶片与抛光布之间连续流动。上下盘高速反向运转,被抛光晶片表面的反应产物被不断地剥离,反应产物随抛光抛光液带走,新抛光抛光液补充进来。新裸露的晶圆平面又发生化学反应,产物再被剥离下来而循环往复[2],在衬底、磨粒和化学反应剂的联合作用下,形成超精表面。 要获得品质好的抛光片,必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用,则会在抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹;反之,机械抛光作用大于化学腐蚀作用则表面产生高损伤层,表面光洁度差,易划伤,抛光过程中易碎片[3]。
二、CMP技术影响因素 2.1 CMP抛光液
CMP的重重中之重是选择一种高质、高效的抛光液。抛光液的成分主要由3部分组成:磨料粒子,成膜剂和助剂,腐蚀介质。磨料粒子通常是采用SiO2、Al2O3、TiO2等,不宜用硬度太高的材料。抛光液的稳定性主要取决于PH、离子强度、压力、温度等。其中PH值选择对硅晶片的CMP有很大的关系。在抛光过程中磨料粒子的尺寸分布、磨料的性能及是否团聚也是CMP研磨浆液稳定的关键。这就要求对磨料处理过滤并细化以减少过程中的缺陷,保持全面平坦化。当然表面活性剂的加入也有利于浆液的稳定性。
SiO2是目前最具代表性的CMP用抛光磨料,已在IC行业的介电薄膜、单晶硅抛光方面得到广泛的应用。SiO2 抛光料的优点是选择性和分散性好,机械磨损性能较好,化学性质较活泼,后清洗过程废液处理较容易,其缺点是硬度较高,易在被抛光物体表面造成不平整,且在抛光抛光液中易产生凝胶现象,对抛光速度的稳定性有不良影响,同时会使被抛光物体表面
CMP技术的简介
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