cmp設(shè)備是化學(xué)機械平坦化設(shè)備;cmp是“Chemical Mechanical Polishing”的縮寫,是半導(dǎo)體晶片表面加工的關(guān)鍵技術(shù)之一,也是目前最為普遍的半導(dǎo)體材料表面平坦化技術(shù),其工作過程是拋光頭將晶圓待拋光面壓抵在粗糙的拋光墊上,借助拋光液腐蝕、微粒摩擦、拋光墊摩擦等耦合實現(xiàn)全局平坦化。
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cmp設(shè)備是什么意思
CMP設(shè)備全稱化學(xué)機械平坦化(ChemicalMechanicalPlanarization,CMP)設(shè)備,是半導(dǎo)體晶圓表面處理的關(guān)鍵設(shè)備之一,也是目前最為普遍的半導(dǎo)體材料表面平坦化技術(shù)。
CMP全稱為Chemical Mechanical Polishing,化學(xué)機械拋光,是半導(dǎo)體晶片表面加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。單晶硅片制造過程和前半制程中需要多次用到化學(xué)機械拋光技術(shù)。與此前普遍使用的機械拋光相比,化學(xué)機械拋光能使硅片表面變得更加平坦,并且還具有加工成本低及加工方法簡單的優(yōu)勢,因而成為目前最為普遍的半導(dǎo)體材料表面平整技術(shù)。
由于目前集成電路元件普遍采用多層立體布線,集成電路制造的前道工藝環(huán)節(jié)需要進行多層循環(huán)。在此過程中,需要通過CMP工藝實現(xiàn)晶圓表面的平坦化。集成電路制造是CMP設(shè)備應(yīng)用的最主要的場景,重復(fù)使用在薄膜沉積后、光刻環(huán)節(jié)之前。
CMP設(shè)備是晶圓平坦化的必經(jīng)之路,其工作過程是:拋光頭將晶圓待拋光面壓抵在粗糙的拋光墊上,借助拋光液腐蝕、微粒摩擦、拋光墊摩擦等耦合實現(xiàn)全局平坦化。拋光盤帶動拋光墊旋轉(zhuǎn),通過先進的終點檢測系統(tǒng)對不同材質(zhì)和厚度的磨蹭實現(xiàn)3—10nm分辨率的實時厚度測量防止過拋。更為關(guān)鍵的技術(shù)在于可全局分區(qū)施壓的拋光頭,其在限定的空間內(nèi)對晶圓全局的多個環(huán)狀區(qū)域?qū)崿F(xiàn)超精密可控單向加壓,從而可以響應(yīng)拋光盤測量的膜厚數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)壓力控制晶圓拋光形貌,使晶圓拋光后表面達到超高平整度,且表面粗糙度小于0.5nm,這一數(shù)據(jù)相當(dāng)于頭發(fā)絲的十萬分之一。
與光刻機、刻蝕機等半導(dǎo)體設(shè)備不同,CMP設(shè)備受到摩爾定律的影響較小,在較長時間內(nèi)不存在技術(shù)迭代周期,應(yīng)用于28nm和14nm的CMP設(shè)備沒有顯著的差異,僅是特定模塊技術(shù)的優(yōu)化。但CMP工藝由14nm持續(xù)向7nm、5nm、3nm先進制程推進過程中,CMP技術(shù)將不斷趨于拋光頭分區(qū)精細化、工藝控制智能化、清洗單元多能量組合化方向發(fā)展。
專利是先行者的福音,也是后來人的“詛咒”。2013年之后,CMP專利申請量緩慢增長,而CMP后清洗專利申請量卻處于下滑狀態(tài)。全球CMP專利申請量總體保持平穩(wěn),反映了當(dāng)前全球CMP技術(shù)未存在重大技術(shù)革新,后來者要想追趕必須直面強大的專利壁壘。