化学机械抛光技术研究现状及发展趋势
2021-12-09吴春蕾唐旭福段先健王跃林
材料研究与应用 2021年4期
燕 禾,吴春蕾,唐旭福,段先健,王跃林
1.广州汇富研究院有限公司,广东 广州,510663;2.湖北汇富纳米材料股份有限公司,湖北 宜昌,443007
化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术被誉为是当今时代能实现集成电路(IC)制造中晶圆表面全局平坦化的目前唯一技术,化学机械抛光的效果直接影响到芯片最终的质量和成品率.化学机械抛光的概念由Walsh[1]等人于1965年提出,最早是用于制造高质量的玻璃表面,如军用望远镜等.1986年,IBM公司首次将该技术应用于金属机械抛光工艺中.随着IC制造技术节点的不断推进及低介电常数(low-k)材料[2-3]的引入,传统的CMP工艺由于抛光压力较高会破坏low-k介质材料,因此CMP工艺开始朝着低压力、低磨料[4-5]的方向发展,并成功地应用到IC制造工艺中,逐渐成长为IC制造过程中必不可少的关键技术,特别是当IC制造技术节点发展到14 nm及以下时CMP已成为实现最新的鳍式场效应晶体管(Fin FET)和硅通孔(TSV)的最核心的技术.在技术进步的同时,CMP全球市场规模也得到了快速提升,2018年全球CMP市场约42.91亿美元,预计到2026年全球市场规模可以达到71.6亿美元.介绍了CMP系统的组成和工作原理,对抛光设备、抛光液、抛光垫的构成及主要作用和研究现状进行了综述,对CMP技术未来的重点发展方向进行了展望.
1 CMP系统组成和工作原理
与传统的纯机械抛光和纯化学抛光的工艺相比,CMP有效的结合了两者的优点,避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤及单纯化学抛光造成的抛光速率低、表面平整度低和一致性……
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