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化学机械抛光：重要的平面化工艺

化学机械抛光工艺简介

化学机械抛光是集成电路造作中获得全驹旖坦化的一种伎俩
，它是专门设计来获得没有划痕和杂质的平展表表的。与传统的纯机械或纯化学抛光步骤分歧
，化学机械抛光工艺通过表表化学作用和机械研磨技术实现了在微米/纳米级去除晶片表表的分歧资料
，从而实现了晶片表表的高(纳米级)平面化成效
，使下一步的光刻工艺得以进行。

化学机械抛光的重要工作道理是在肯定压力和抛光液的作用下
，被抛光的晶片相对于抛光垫活动
，依附纳大米磨料的机械研磨作用和各类化学试剂的化学作用的高杜仔机结合
，使被抛光的晶片表表满足高平坦度、低表表粗糙度和低缺点的要求。凭据分歧工艺和技术节点的要求
，每个晶圆在出产过程中会经历几个甚至几十个CMP抛光工艺步骤。

化学机械抛光的重要检测参数蕴含磨削速度、磨削均匀性和缺点数量。磨削率是指单元功夫内
，盘片表表磨削资料的总量。研磨均匀性分为晶圆内研磨均匀性和晶圆间研磨均匀性。晶片中的研磨均匀性是指某个晶片研磨速度的尺度方差与研磨速度的比率。晶片之间的研磨均匀性用于批示一样前提下分歧晶片的研磨速度的一致性。对于化学机械抛光来说
，重要缺点蕴含表表颗粒、表表划痕、磨料残留等
，这些城市直接影响产品的制品率。

化学机械抛光后器件的资料损耗幼于整个器件厚度的10%。也就是说
，不仅要有效去除资料
，还要正确节造去除率和最终成效。随着器件特点尺寸的缩幼
，缺点对工艺节造和最终制品率的影响越来越显著。削减缺点是化学机械抛光工艺的主题技术要求。

化学机械抛光技术中使用的设备和耗材蕴含：抛光机、抛光液、抛光垫、化学机械抛光后洗濯设备、抛光终点丈量和过程节造设备、废料处置和检测设备等；Щ蹬坠馍璞钢匾治讲棵
，即抛光部门和洗濯部门。抛光部门由四个部门组成
，即三个抛光转盘和一个晶片装卸？。清洁部门掌管清洁和旋转干燥晶片
，以实现晶片的“干入和干出”。

抛光垫：化学机械抛光工艺技术的主题

抛光垫是输送和包容纳浆料的关键部件。在化学机械抛光过程中
，抛光垫拥有以下职能：

1)抛光液被有效且均匀地输送到抛光垫的分歧区域；

2)抛光后的反映物、碎屑等顺利排出
，达到去除成效；

3)维持抛光垫表表的抛光液膜
，使化学反映充分进行；

4)维持抛光过程不变
，表表不变形
，以获得更好的晶圆表表描摹；

凭据是否有研磨抛光垫
，能够分为研磨抛光垫和非研磨抛光垫。按材质可分为聚氨酯抛光垫、无纺布抛光垫、复合抛光垫；凭据表表结构
，可分为平面抛光垫、栅格抛光垫和螺旋线抛光垫。另表
，抛光垫也能够分为硬抛光垫和软抛光垫。

通常来说
，硬抛光垫能够保障工件表表的平坦度和较高的资料去除率
，而软抛光垫能够获得加工变质层和表表粗糙度较幼的抛光表表。其中硬抛光垫蕴含各类粗布垫、纤维织物垫、聚乙烯垫等。而软抛光垫蕴含各类绒毛垫、聚氨酯垫和细毡垫等。

由于化学机械抛光是基于选择性去除抛光表表凸起资料的工作道理
，更硬的抛光垫更有利于资料去除
，能够获得更高的平坦度
，但硬度过高容易造成表表危险和资料去除不均匀。而软抛光垫能够获得表表粗糙度幼、加工变质层的光滑表表
，但其接触面庞易变形
，没有凸峰资料的选择性去除
，抛光效能低
，平坦度差。

抛光垫的物理个性与化学机械抛光的效能和质量亲昵有关：

(1)抛光垫的硬度很大水平上决定了其维持表表状态精度的能力。较硬的抛光垫有利于获得平坦度较好的抛光表表
，而较软的抛光垫能够保障优良的表表质量和浅的加工变质层。

(2)抛光垫的弹性模量和剪切模量是影响加工机能的关键成分。高弹性模量的抛光垫接触承载能力强
，抛光效能高。剪切模量决定了抛光垫抵抗旋转方向向上力的能力
，资料去除速度与其成反比。此表
，温度对抛光垫的剪切模量有影响。弹性模量和剪切模量维持能力强的抛光垫使用寿命长
，抛光成效好。

(3)抛光垫与晶片表表的结合水平受其压缩机能的影响
，抛光效能和加工表表的平坦杜纂此亲昵有关。

为了达到高抛光效能
，抛光垫应该选择性地去除工作表表的凸起部门
，并尽可能预防与表表的凹陷部门相互作用？裳顾跣院玫呐坠獾婺芄辉し烙氚济娼哟
，选择性去除凸峰资料
，抛光效能高。但是抛光垫的可压缩性太大
，不利于抛光表表资料的均匀去除
，所以压缩性要节造在相宜的领域内。

抛光液：化学机械抛光技术中最昂贵的部门

抛光液是一种不含任何硫、磷、氯增长剂的水溶性抛光剂
，拥有优良的脱脂、防锈、清洁、光亮机能
，能使金属制品超过原有光泽。该产品机能不变
，无毒
，无环境传染。抛光液的重要产品按重要成分可分为以下几类：金刚石抛光液(聚晶金刚石抛光液、单晶金刚石抛光液)

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