半导体CMP工艺介绍

IntroductionofCMP化学机械抛光制程简介〔ChemicalMechanicalPolishing-CMP)名目CMP的进展史CMP简介为什么要有CMP制程CMP的应用CMP的耗材CMPMirra-Mesa机台简况IntroductionofCMPCMP进展史1983:CMP制程由IBM制造。1986:氧化硅CMP〔Oxide-CMP〕开头试行。1988:金属钨CMP〔WCMP〕试行。1992:CMP开头消失在SIARoadmap。1994:台湾的半导体生产厂第一次开头将化学机械研磨应用于生产中。1998:IBM首次使用铜制程CMP。IntroductionofCMPCMP制程的全貌简介IntroductionofCMPCMP机台的根本构造(I)压力pressure平台Platform研磨垫Pad芯片Wafer研磨液SlurryWafercarrier终点探测EndpointDetection钻石整理器DiamondConditionerIntroductionofCMPCMP机台的根本构造(II)IntroductionofCMPMirra机台概貌SiliconwaferDiamonddiskIntroductionofCMPTeres机台概貌IntroductionofCMP

线性平坦化技术IntroductionofCMPIntroductionofCMPTeres研磨均匀性(Non-uniformity)的气流掌握法

研磨皮带上的气孔设计(Air-beltdesign)IntroductionofCMPF-Rex200机台概貌IntroductionofCMP终点探测图〔STICMPendpointprofile〕光学摩擦电流为什么要做化学机械抛光〔WhyCMP〕?IntroductionofCMP没有平坦化之前芯片的外表形态IntroductionofCMPIsolation0.4um0.5umIMDM2M2M1M11.2um0.7um0.3um1.0um2.2um没有平坦化状况下的PHOTOIntroductionofCMP各种不同的平坦化状况

IntroductionofCMP没有平坦化之前平滑化局部平坦化全面平坦化平坦化程度比较CMPResistEtchBackBPSGReflowSOGSACVD,Dep/EtchHDP,ECR0.1110100100010000(Gapfill)LocalGlobal平坦化范围(微米)IntroductionofCMPStepHeight〔凹凸落差〕&LocalPlanarity〔局部平坦化过程〕凹凸落差越来越小H0=stepheight局部平坦化：凹凸落差消逝IntroductionofCMP初始形貌对平坦化的影响ABCACBRRTimeIntroductionofCMPCMP制程的应用CMP制程的应用前段制程中的应用Shallowtrenchisolation(STI-CMP)后段制程中的应用Pre-mealdielectricplanarization(ILD-CMP)Inter-metaldielectricplanarization(IMD-CMP)Contact/Viaformation(W-CMP)DualDamascene(Cu-CMP)另外还有Poly-CMP,RGPO-CMP等。IntroductionofCMPSTI&OxideCMP什么是STICMP?所谓STI〔ShallowTrenchIsolation〕，即浅沟槽隔离技术，它的作用是用氧化层来隔开各个门电路〔GATE〕，使各门电路之间互不导通。STICMP主要就是将wafer外表的氧化层磨平，最终停在SIN上面。STICMP的前一站是CVD区，后一站是WET区。

STISTIOxideSINSTISTISINCMP前CMP后所谓OxideCMP包括ILD(Inter-levelDielectric)CMP和IMD(Inter-metalDielectric)CMP,它主要是磨氧化硅(Oxide),将Oxide磨到肯定的厚度，从而到达平坦化。OxideCMP的前一站是长Oxide的CVD区，后一站是Photo区。什么是OxideCMP?CMP前CMP后STI&OxideCMPW〔钨〕CMP流程-1Ti/TiNPVDWCMPTi/TiNN-WellP-WellP+P+N+N+WCVDTi/TiNN-WellP-WellP+P+N+N+WWCVD功能：Glue〔粘合〕andbarrier〔阻隔〕layer。以便W得以叠长。功能：长W膜以便导电用。POLYCMP流程简介-2aFOXFOXCellP2P2P2FOXFOXCellP2P2P2FOXPOLYDEPOPOLYCMP+OVERPOLISH功能：长POLY膜以填之。功能：刨平POLY膜。ENDPOINT〔终点〕探测界限+OVERPOLISH〔多出研磨〕残留的POLY膜。ROUGHPOLYCMP流程-2bCELLARRAYCROSSSECTIONFOXFOXCellP2P2P2CELLARRAYCROSSSECTIONFOXFOXCellP2P2P2PRCOATING功能：PR填入糟沟以爱护糟沟内的ROUGHPOLY。ROUGHPOLYCMP功能：刨平PR和ROUGHPOLY膜。ENDPOINT〔终点〕探测界限+OVERPOLISH〔多出研磨〕残留的ROUGHPOLY膜。CMP耗材

IntroductionofCMPCMP耗材的种类研磨液〔slurry〕研磨时添加的液体状物体，颗粒大小跟研磨后的刮伤等缺陷有关。研磨垫〔pad〕研磨时垫在晶片下面的片状物。它的使用寿命会影响研磨速率等。研磨垫整理器〔conditiondisk〕钻石盘状物，整理研磨垫。IntroductionofCMPCMP耗材的影响随着CMP耗材〔consumable〕使用寿命〔lifetime〕的增加，CMP的研磨速率〔removalrate〕，研磨均匀度〔Nu%〕等参数都会发生变化。故要求定时做机台的MONITOR。ROUTINEMONITOR是用来查看机台和制程的数字是否稳定，是否在管制的范围之内的一种方法。IntroductionofCMPCMPMirra-Mesa机台简况IntroductionofCMPFABSMIRRAMESAMirra-Mesa机台外观-侧面

SMIFPODWETROBOTIntroductionofCMP

Mirra(Mesa)TopviewMirra-Mesa机台外观-俯视图IntroductionofCMPMirra-Mesa机台-运作过程简称

12345612:FABS的机器手从cassette中拿出未加工的WAFER并送到WAFER的暂放台。23:Mirra的机器手接着把WAFER从暂放台运送到LOADCUP。LOADCUP是WAFER上载与卸载的地方。34:HEAD将WAFER拿住。CROSS旋转把HEAD转到PLATEN1到2到3如此这般挨次般研磨。43:研磨完毕后，WAFER将在LOADCUP御载。35:M