半导系统编制造关键材料之六：CMP研磨抛光

晶圆制造过程紧张包括7个相互独立的工艺流程：光刻、刻蚀、薄膜成长、扩散、离子注入、化学机器抛光、金属化。

作为晶圆制造的关键制程工艺之一，化学机器抛光指的是，通过化学堕落与机器研磨的协同合营浸染，实现晶圆表面多余材料的高效去除与全局纳米级平坦化。

CMP研磨抛光是指通过CMP设备，利用抛秃顶将晶圆须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。

CMP研磨抛光紧张材料：

1.抛光液（研磨液）

研磨液的挑选要把稳以下几个要素：悬浮液杂质纯度、二氧化硅颗粒尺寸、二氧化硅颗粒硬度及均匀度、研磨液在Lapping作业中是否会析出结晶而影响晶圆品质、表面活性剂的选取及比例、PH值调节、氧化剂选取及比例等等。

如：二氧化硅（SIO2）、氢氧化铵（NH4OH）、有机化合物（ORGANIC COMPOUND）、水（H2O）

2.研磨垫

（1）研磨液要能够在研磨垫上有较好的保持性，才能够保持高效率的抛光效果

（2）研磨垫的表面有适当的硬度，才能担保磨平效果

（3）抛光垫有较好的优柔性，可以随着芯片的波折而变形，以担保得到更好的均匀度

（4）研磨后能够将所产生的“副产品”排出，研磨再现性更佳

（5）减少研磨垫材料的杂质，以得到良好的清洁效果

CMP保持环(CMP Retaining Ring)

由于半导体技能的快速发展，厂家为了能够提升芯片产量，并且降落生产本钱，晶圆的直径不断增大；

直径的增大也就导致了加工过程中随意马虎涌现翘曲变形，对付150mm直径以上的晶圆还会造成边缘“过磨“的征象，为了不因此导致抛光质量以及晶圆利用率的降落，因此产生了CMP保持环。

CMP保持环能够再CMP设备作业过程中起到固定晶圆的浸染，将边缘的抛光垫和晶圆以下的抛光垫按压到同样的高度，有效地办理了边缘“过磨“的问题。

CMP设备

CMP设备能够通过终点检测系统对不同材质和厚度的磨蹭进行实时厚度丈量防止过抛，并且能够全局分区施压的抛秃顶，在限定的空间内对晶圆全局的多个环状区域实现超精密可控单向加压，从而可以相应抛光盘丈量的膜厚数据调节压力掌握晶圆抛光描述，使晶圆抛光后表面达到超高平整度。

对CMP设备而言，其家当化关键指标包括工艺同等性、生产效率、可靠性等，CMP设备的紧张检测参数包括研磨速率、研磨均匀性和毛病量。

（1）研磨速率：单位韶光内晶圆表面材料被研磨的总量。

（2）研磨均匀性：分为片内均匀性和片间均匀性。
片内均匀性指某个晶圆研磨速率的标准方差和研磨速率的比值；片间均匀性用于表示不同圆片在同一条件下研磨速率的同等性。

（3）毛病量：对付CMP而言，紧张的毛病包括表面颗粒、表面刮伤、研磨剂残留， 这些将直接影响产品的成品率。

由于CMP设备的作业事理，为了CMP设备能够正常运行，设备的抛秃顶、保持环、气膜、洗濯刷、钻石碟等关键耗材也会由于长期摩擦而导致快速损耗，因此须要对设备进行定期维保更新。

<以上，完结。
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编辑：炫列

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