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王霞

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化学机械抛光(CMP) 技术的发展应用及存在问题

随着半导体工业沿着摩尔定律的曲线急速下降 ,驱使加工工艺向着更高的电流密度、更高的时钟频率和更多的互联层转移。由于器件尺寸的缩小、光学光刻设备焦深的减小 , 要求片子表面可接受的分辨率的平整度达到纳米级[1] 。传统的平面化技术如基于淀积技术的选择淀积、溅射玻璃 SOG、低压 CVD、等离子体增强 CVD、偏压溅射和属于结构的溅射后回腐蚀、热回流、淀积 —腐蚀 —淀积等 , 这些技术在 IC 工艺中都曾获得应用。但是 , 它们虽然也能提供“光滑”的表面 , 却都是局部平面化技术 , 不能做到全局平面化。目前 , 已被公认的是 , 对于最小特征尺寸在0135μm 及以下的器件 , 必须进行全局平面化 , 为此必须发展新的全局平面化技术。
90 年 代 兴 起 的 新 型 化 学 机 械 抛 光 ( ChemicalMechanical Polishing , 简称 CMP) 技术则从加工性能和速度上同时满足了圆片图形加工的要求。CMP 技术是机械削磨和化学腐蚀的组合技术 , 它借助超微粒子的研磨作用以及浆料的化学腐蚀作用在被研磨的介质表面上形成光洁平坦表面[2、3] 。CMP 技术对于器件制造具有以下优点[1]
(1) 片子平面的总体平面度: CMP 工艺可补偿亚微米光刻中步进机大像场的线焦深不足。
(2) 改善金属台阶覆盖及其相关的可靠性: CMP工艺显著地提高了芯片测试中的圆片成品率。
(3) 使更小的芯片尺寸增加层数成为可能: CMP技术允许所形成的器件具有更高的纵横比。

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