化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)技術(shù)是一種用于半導(dǎo)體制造和微電子工藝中的表面平整化處理方法。它結(jié)合了化學(xué)腐蝕和機(jī)械磨削的作用,能夠在納米級(jí)別上實(shí)現(xiàn)材料表面的平整度。
CMP技術(shù)
隨著半導(dǎo)體工業(yè)沿著摩爾定律的曲線急速下降,驅(qū)使加工工藝向著更高的電流密度、更高的時(shí)鐘頻率和更多的互聯(lián)層轉(zhuǎn)移。由于器件尺寸的縮小、光學(xué)光刻設(shè)備焦深的減小,要求片子表面可接受的分辨率的平整度達(dá)到納米級(jí)。
CMP是利用與被加工基片相匹配的拋光液在基片表層發(fā)生快速化學(xué)作用,形成一層相對(duì)于基體硬度較軟、強(qiáng)度較低、結(jié)合力較弱的表面軟化層;然后通過(guò)拋光墊與被加工基片之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),利用拋光液中的磨料和拋光墊對(duì)被加工基片表面進(jìn)行機(jī)械去除,降低拋光作用力而獲得高品質(zhì)的加工表面。該方法是借助磨料機(jī)械作用及化學(xué)作用的協(xié)同來(lái)完成微量材料去除,能夠避免依靠單純使用機(jī)械拋光作用造成的加工損傷和單純使用化學(xué)拋光作用造成的拋光效率低、表面平整度和拋光一致性差等缺點(diǎn)。
如圖所示,主要包括硅片制造、IC制造(前端工藝、后端工藝)、測(cè)試與封裝幾個(gè)階段。在IC制造過(guò)程中,無(wú)論是氧化擴(kuò)散、化學(xué)氣相沉積還是濺鍍和保護(hù)層沉積,均需要多次使用CMP技術(shù)。
形勢(shì)展望
CMP技術(shù)可用于各種高性能和特殊用途的集成電路制造,且應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)展,已成為最為重要的超精細(xì)表面全局平面化技術(shù),也是國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵技術(shù),其增長(zhǎng)勢(shì)頭和發(fā)展前景非??捎^。深入研究和開(kāi)發(fā)CMP技術(shù),并形成擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的材料和工藝,將促進(jìn)我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展,提高我國(guó)在這一方面的國(guó)際地位,同時(shí)也將帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。