CMP抛光液---半导体抛光液种类有哪些
半导体抛光液种类有哪些?
CMP抛光液在集成电路领域的应用远不止晶圆抛光,半导体使用的CMP制程包括氧化层(Oxide CMP)、多晶硅(Poly CMP)、金属层(Metal CMP)。就抛光工艺而言,不同制程的产品需要不同的抛光流程,28nm制程需要12~13次CMP,进入10nm制程后CMP次数将翻倍,达到25~30次。
STI CMP Slurry---浅沟槽隔离平坦化
STI浅沟槽隔离技术是用氧化物隔开各个门电路,使各门电路之间互不导通,STI CMP工艺的目标是去除填充在浅沟槽中的过量电介质,并通过在晶体管之间创建电介质隔离来分离两个相邻的有源器件区域。随着技术向先进节点的发展,由于晶体管区域之间的距离更小,对STI CMP的性能要求变得更加严格。
STI CMP的第一步最重要的工艺性能是确保氧化膜层的均匀性和尽可能少的划痕,第二步是去除剩余的氧化物并暴露活性氮化物,同时在沟槽中的氧化物产生尽可能小的凹陷。由于第二步CMP与氮化物直接接触,任何抛光划痕都可能对器件质量有害,并最终对晶圆良率造成影响。
ILD CMP Slurry---层间介质平坦化
介质层是硅器件与金属层之间及金属层与金属层的电绝缘层,也称为层间介质ILD,SiO2是最为常见的层间介质,应用于做绝缘膜或隔离层,其平整度将影响后续金属层的制造。ILD CMP主要目的是平坦化ILD氧化物层,主要研磨二氧化硅(Oxide),将Oxide研磨至一定厚度,从而达到平坦化。
IMD CMP Slurry---金属内介电层平坦化
随着集成电路集成度的增加,需要更多层的金属连线才能完成微处理器内各个元件间的相互连接,多层内连线在连接过程中,必须避免金属线直接接触而发生短路现象,金属层之间必须用绝缘体加以隔离,用来隔离金属层的介电材质,称为“金属间介电层”。其层间介质通常常用SiO2,因此IMD CMP与ILD CMP过程类似。
Poly CMP Slurry---多晶硅平坦化
将STI过程的沟槽加深,以CVD方式沉积氧化硅或氮化硅后,再以多晶硅作为堆积材料,用CMP去除深沟外多余的多晶硅,并以在硅晶片上及沟槽内长成的氧化硅或氮化硅膜作为CMP的抛光停止层即终点,此方法常见于沟槽电容的制造过程中。
Metal CMP Poly CMP Slurry---金属膜抛光
在半导体工艺中常用作导线的金属有铝、钨、铜,CMP除了能将金属导线平整化以外,还能制作(两层电路)导线间连接的“接触窗”,即在两层电路间的绝缘膜上蚀刻出接触窗的凹槽,再以CVD方式将用作导线材料的金属沉积其中,最后再以CMP去除多余的金属层。Metal CMP是对金属层进行抛光,主要包括钨(W)和钨阻挡层CMP、铜(Cu)和铜阻挡层CMP、铝(Al)CMP等。
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