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为何CMP是晶圆制程的关键工艺?

作者:    时间:2024-01-08    阅读量:545

CMP,全称为化学机械平坦化,是晶圆制造过程中的关键技术,旨在实现晶圆表面的平坦化。

 

晶圆制造涉及多个相互独立的工艺流程,包括光刻、刻蚀、薄膜生长、扩散、离子注入、化学机械抛光和金属化。其中,化学机械抛光是通过化学腐蚀与机械研磨的协同作用,高效去除多余材料并实现全局平坦化的关键步骤。

 

CMP作业的原理是利用CMP设备,将晶圆置于抛光垫上,并加入抛光液。随后,抛光盘带动抛光垫旋转,通过抛光液中的微粒与抛光垫的摩擦实现全局平坦化。

 

在CMP过程中,主要的耗材包括抛光液和研磨垫。选择合适的研磨液时,需要考虑悬浮液的杂质纯度、二氧化硅颗粒尺寸、颗粒硬度及均匀度、结晶析出对晶圆品质的影响以及表面活性剂的选取和比例等因素。而研磨垫则需要具备良好的保持性、适当硬度、柔韧性以及能够排出副产品的能力,以确保获得更好的研磨效果和清洁度。

 

研磨垫需要有良好的保持性,适当的硬度,较好的柔韧性,并能将研磨后产生的“副产品”排出,这样研磨再现性更佳。在选择研磨液时,需要考虑悬浮液的杂质纯度、二氧化硅颗粒尺寸、颗粒硬度及均匀度、结晶析出对晶圆品质的影响以及表面活性剂的选取和比例等因素。而抛光液则是主要的耗材之一,包括二氧化硅(SIO2)、氢氧化铵(NH4OH)、有机化合物(ORGANIC COMPOUND)、水(H2O)等成分。通过CMP设备,利用抛光头将晶圆需要抛光的向下按压在抛光垫上,同时加入抛光液(研磨液),随后抛光盘带动抛光垫旋转,利用抛光液里的微粒与粗糙的抛光垫一同摩擦,从而实现全局平坦化


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