半導體CMP工藝介紹

IntroductionofCMP化學機械拋光制程簡介〔ChemicalMechanicalPolishing-CMP)名目CMP的進展史CMP簡介為什么要有CMP制程CMP的應用CMP的耗材CMPMirra-Mesa機臺簡況IntroductionofCMPCMP進展史1983:CMP制程由IBM制造。1986:氧化硅CMP〔Oxide-CMP〕開頭試行。1988:金屬鎢CMP〔WCMP〕試行。1992:CMP開頭消失在SIARoadmap。1994:臺灣的半導體生產(chǎn)廠第一次開頭將化學機械研磨應用于生產(chǎn)中。1998:IBM首次使用銅制程CMP。IntroductionofCMPCMP制程的全貌簡介IntroductionofCMPCMP機臺的根本構造(I)壓力pressure平臺Platform研磨墊Pad芯片Wafer研磨液SlurryWafercarrier終點探測EndpointDetection鉆石整理器DiamondConditionerIntroductionofCMPCMP機臺的根本構造(II)IntroductionofCMPMirra機臺概貌SiliconwaferDiamonddiskIntroductionofCMPTeres機臺概貌IntroductionofCMP

線性平坦化技術IntroductionofCMPIntroductionofCMPTeres研磨均勻性(Non-uniformity)的氣流掌握法

研磨皮帶上的氣孔設計(Air-beltdesign)IntroductionofCMPF-Rex200機臺概貌IntroductionofCMP終點探測圖〔STICMPendpointprofile〕光學摩擦電流為什么要做化學機械拋光〔WhyCMP〕?IntroductionofCMP沒有平坦化之前芯片的外表形態(tài)IntroductionofCMPIsolation0.4um0.5umIMDM2M2M1M11.2um0.7um0.3um1.0um2.2um沒有平坦化狀況下的PHOTOIntroductionofCMP各種不同的平坦化狀況

IntroductionofCMP沒有平坦化之前平滑化局部平坦化全面平坦化平坦化程度比較CMPResistEtchBackBPSGReflowSOGSACVD,Dep/EtchHDP,ECR0.1110100100010000(Gapfill)LocalGlobal平坦化范圍(微米)IntroductionofCMPStepHeight〔凹凸落差〕&LocalPlanarity〔局部平坦化過程〕凹凸落差越來越小H0=stepheight局部平坦化：凹凸落差消逝IntroductionofCMP初始形貌對平坦化的影響ABCACBRRTimeIntroductionofCMPCMP制程的應用CMP制程的應用前段制程中的應用Shallowtrenchisolation(STI-CMP)后段制程中的應用Pre-mealdielectricplanarization(ILD-CMP)Inter-metaldielectricplanarization(IMD-CMP)Contact/Viaformation(W-CMP)DualDamascene(Cu-CMP)另外還有Poly-CMP,RGPO-CMP等。IntroductionofCMPSTI&OxideCMP什么是STICMP?所謂STI〔ShallowTrenchIsolation〕，即淺溝槽隔離技術，它的作用是用氧化層來隔開各個門電路〔GATE〕，使各門電路之間互不導通。STICMP主要就是將wafer外表的氧化層磨平，最終停在SIN上面。STICMP的前一站是CVD區(qū)，后一站是WET區(qū)。

STISTIOxideSINSTISTISINCMP前CMP后所謂OxideCMP包括ILD(Inter-levelDielectric)CMP和IMD(Inter-metalDielectric)CMP,它主要是磨氧化硅(Oxide),將Oxide磨到肯定的厚度，從而到達平坦化。OxideCMP的前一站是長Oxide的CVD區(qū)，后一站是Photo區(qū)。什么是OxideCMP?CMP前CMP后STI&OxideCMPW〔鎢〕CMP流程-1Ti/TiNPVDWCMPTi/TiNN-WellP-WellP+P+N+N+WCVDTi/TiNN-WellP-WellP+P+N+N+WWCVD功能：Glue〔粘合〕andbarrier〔阻隔〕layer。以便W得以疊長。功能：長W膜以便導電用。POLYCMP流程簡介-2aFOXFOXCellP2P2P2FOXFOXCellP2P2P2FOXPOLYDEPOPOLYCMP+OVERPOLISH功能：長POLY膜以填之。功能：刨平POLY膜。ENDPOINT〔終點〕探測界限+OVERPOLISH〔多出研磨〕殘留的POLY膜。ROUGHPOLYCMP流程-2bCELLARRAYCROSSSECTIONFOXFOXCellP2P2P2CELLARRAYCROSSSECTIONFOXFOXCellP2P2P2PRCOATING功能：PR填入糟溝以愛護糟溝內(nèi)的ROUGHPOLY。ROUGHPOLYCMP功能：刨平PR和ROUGHPOLY膜。ENDPOINT〔終點〕探測界限+OVERPOLISH〔多出研磨〕殘留的ROUGHPOLY膜。CMP耗材

IntroductionofCMPCMP耗材的種類研磨液〔slurry〕研磨時添加的液體狀物體，顆粒大小跟研磨后的刮傷等缺陷有關。研磨墊〔pad〕研磨時墊在晶片下面的片狀物。它的使用壽命會影響研磨速率等。研磨墊整理器〔conditiondisk〕鉆石盤狀物，整理研磨墊。IntroductionofCMPCMP耗材的影響隨著CMP耗材〔consumable〕使用壽命〔lifetime〕的增加，CMP的研磨速率〔removalrate〕，研磨均勻度〔Nu%〕等參數(shù)都會發(fā)生變化。故要求定時做機臺的MONITOR。ROUTINEMONITOR是用來查看機臺和制程的數(shù)字是否穩(wěn)定，是否在管制的范圍之內(nèi)的一種方法。IntroductionofCMPCMPMirra-Mesa機臺簡況IntroductionofCMPFABSMIRRAMESAMirra-Mesa機臺外觀-側面

SMIFPODWETROBOTIntroductionofCMP

Mirra(Mesa)TopviewMirra-Mesa機臺外觀-俯視圖IntroductionofCMPMirra-Mesa機臺-運作過程簡稱

12345612:FABS的機器手從cassette中拿出未加工的WAFER并送到WAFER的暫放臺。23:Mirra的機器手接著把WAFER從暫放臺運送到LOADCUP。LOADCUP是WAFER上載與卸載的地方。34:HEAD將WAFER拿住。CROSS旋轉(zhuǎn)把HEAD轉(zhuǎn)到PLATEN1到2到3如此這般挨次般研磨。43:研磨完畢后，WAFER將在LOADCUP御載。35:M