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CMP Slu
ｒ
r
ｙ
的蜕与进
岳飞曾说：
“
阵而后战，兵法之常
,
运
用之妙，存乎一心。
”
意思是说
,
摆好阵
势以后出战，这是打仗的常规，但运用的巧妙灵活，全在于善
于思考。正是凭此
理念，岳飞打破了宋朝对辽、金作战讲究布阵而非灵活变通的通病
,
屡建战功。
如果把化学机械抛光
（
C
Ｍ
P
，
Chemical
Ｍ
ｅ
c
ｈａｎ
ical
Poli
ｓ
hi
ｎ
g)
的全
套工艺比作打仗用兵
,
那么
CMP
工艺中的耗材
,
特别是
slur
ｒ
y
的选择无疑是
“
运
用之妙
”
的关键所在。
“
越来越平
”
的Ｉ
C
制造
2006
?
年，托马斯
?
弗里德曼的专著《世界是平的》论
述了世界的
“
平坦化
”
大趋势
,
迅速地把哥伦布苦心经营的理论
“
推到一边
”
。对于
Ｉ
C
制造来说，
“
平坦化
”
则源于上世纪
80
年代中期
C
Ｍ
P
技术的出现。
ＣＭ
P
工艺
的基本原理是将待抛光的硅片在一定的下压力及
s
ｌ
u
ｒ
r
ｙ（由超细
颗粒、
化学氧化剂和液体介质组成的混合液）
的存在下相对于一个抛光垫作旋转
运动
,
借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面材料的去
除
,
并获得光洁表面（图
1)
。
19
８８年
I
ＢＭ开始将
C
Ｍ
P
工艺用于
4
Ｍ
DR
Ａ
M
器件的制造
,
之后各种逻辑
电
路和存储器件以不同的发展规模走向
C
ＭＰ。
CMP
将纳米粒子的研磨作用与氧
化剂的化学作用有机地结合起来
,
满足了特征尺寸在
0.35μm
以下的全局平坦化
要求。目前，
CMP
技术已成为几乎公认的惟一的全局平坦化技术，其应用范
围
正日益扩大。
目前
,C
Ｍ
P
技术已经发展成以化
学机械抛光机为主体，集在线检测、终点检测、
清洗等技术于一体的
CM
Ｐ技术
,
是集成电路向微细化
、多层化、薄型化、平坦
化工艺发展的产物。同时也是晶圆由
2
0
０
m
ｍ向
3
00
ｍ
m
乃至更大直径过渡、
提高生产率、降低制造成本、衬底全局平坦化所必需的工艺技术。
Ｓ
lur
ｒ
y
的发展与蜕变
?
“CM
Ｐ技术非常复杂，牵涉众多的设备、耗材、工艺
等，可以说Ｃ
MP
本身代表了半导体产业的众多挑战。
”
< br>安集微电子的
CE
Ｏ王淑
敏博士
说
,“
主要的挑战是影响Ｃ
M
Ｐ工艺和制程的诸多变量
,
而且这些变量之间<
/p>
的关系错综复杂。其次是Ｃ
MP
的应用范
围广
,
几乎每一关键层都要求用到
CM
P
进行平坦化。不同应用中的研磨过程各有差异
,
往往一个微小的机台参数或耗材
的变化就会带来完全不同的结果，
slur
ｒ
y
的选择也因
此成为
CMP
工艺的关键
之一。
”
C
Ｍ
P
技术所采用的设备及消耗品包括：抛光机、
sl
ur
ｒ
y
、抛光垫、后
CMP
清
洗设备、抛光终点检测及工艺控制设备、废物
处理和检测设备等。其中ｓ
lu
ｒ
r<
/p>
y
和抛光垫为消耗品。
P
ｒａｘａ
ir
的研发总监黄丕成博士介绍说，一个完整
的
Ｃ
MP
工艺主要由抛光、后清洗和计
量测量等部分组成。抛光机、
s
ｌ
u<
/p>
ｒ
ry
和
抛光垫
是
CMP
工艺的
3
大关键要素
,
其性能和相互匹配决定
CMP
能达到的表面
平整水平（图
2
）。
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