一文讲清楚CMP过滤工艺

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CMP技术的简介作者：康洪亮王云彪黄彬张春翔吴桐来源：《中国科技博览》2013年第17期[摘要]本文通过查阅一些文献，简单的介绍了化学机械抛光技术的基本原理，对影响化学机械抛光的主要因素进行了主要分析，并对其研究发展趋势进行了一下展望，以方便读者对化学机械抛光技术进行初步了解。

[關键词]化学机械抛光抛光液抛光垫影响因素发展趋势中图分类号：TU31 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-322-02一、CMP作用机理化学机械抛光（CMP）是由IBM公司于1980年代中期开发出来的[1]。

CMP 作用机理从宏观上来讲：将旋转的被抛光晶片压在与其同方向旋转的弹性抛光垫上，而抛光液在晶片与抛光布之间连续流动。

上下盘高速反向运转，被抛光晶片表面的反应产物被不断地剥离，反应产物随抛光抛光液带走，新抛光抛光液补充进来。

新裸露的晶圆平面又发生化学反应，产物再被剥离下来而循环往复[2]，在衬底、磨粒和化学反应剂的联合作用下，形成超精表面。

要获得品质好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。

如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则会在抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹；反之，机械抛光作用大于化学腐蚀作用则表面产生高损伤层，表面光洁度差，易划伤，抛光过程中易碎片[3]。

二、CMP技术影响因素2.1 CMP抛光液CMP的重重中之重是选择一种高质、高效的抛光液。

抛光液的成分主要由3部分组成：磨料粒子，成膜剂和助剂，腐蚀介质。

磨料粒子通常是采用SiO2、Al2O3、TiO2等，不宜用硬度太高的材料。

抛光液的稳定性主要取决于PH、离子强度、压力、温度等。

其中PH值选择对硅晶片的CMP有很大的关系。

在抛光过程中磨料粒子的尺寸分布、磨料的性能及是否团聚也是CMP研磨浆液稳定的关键。

这就要求对磨料处理过滤并细化以减少过程中的缺陷，保持全面平坦化。

当然表面活性剂的加入也有利于浆液的稳定性。

1.引言近年来，由于以移动性为中心的生活方式，将其处理的大数据作为云，物联网、机器人领域开始显示出活跃的面貌。

这种新的技术创新也对半导体产业业务产生了巨大的影响，因此需要符合目的的产品。

因此，作为电子介质的半导体芯片的结构也变得复杂，包括从微粉化一边倒到三维化，半导体制造工艺也变得多样化。

其中使用的材料也被迫发生变化，用于制造的半导体器件和材料的技术革新还没有停止。

为了解决作为半导体制造工艺之一的CMP技术需要更严格地管理半导体芯片中使用的材料的变化、平坦度和缺陷的问题，尽管用于嵌入和平坦化的基本工艺保持不变。

在此，从CMP装置的基本变迁，特别阐述CMP清洗的基本技术。

2.各CMP的清洗目的和技术将CMP设备和清洗设备集成在一起的Dry-in/Dry-out技术不仅有助于考虑下一工艺的晶圆，而且有助于考虑洁净室。

此外，可以稳定地缩短从抛光到清洁装置的时间，并且增加了容易粘附的浆料的去除效果，从而改善了晶片表面的清洁度。

本文描述了从基本作用到设备的发展，以考虑在第二代中对每个CMP要执行的清洁方法和设备中的机制。

3.药液和装置的基本图1对抛光后晶圆的表面状态和后续清洗，用一个简单的图展示了比较复杂的Cu-CMP工艺。

CMP后的表面状态是从浆料中的磨粒开始的刮擦行为产生的与其他工艺无法比较的各种异物如抛光碎屑、有机残渣等附着在其上（见图1左上图）。

为了使该表面处于下一工序所需的表面状态，除了CMP的轮廓之外，还必须熟悉CMP中使用的浆料和耗材所改变的表面状态。

在洗涤侧，需要掌握各个工序的表面状态，包括选择与该表面状态相对应的化学液体、化学液体的处理方法、与物理洗涤的组合方法、用纯水替换化学液体的方法、纯水冲洗方法和干燥方法。

图1 CMP后的清洗流程和药液和装置的定位4.粒子去除技术使粘附在晶片表面上的颗粒漂浮，并使颗粒从该位置流到晶片的外部。

为了使颗粒漂浮，通常通过用化学液体蚀刻晶片表面的微小部分的剥离动作和物理移动颗粒的物理动作的组合来执行。

化学机械抛光液（CMP）氧化铝抛光液具体添加剂摘要：本文首先定义并介绍 CMP 工艺的基本工作原理，然后，通过介绍 CMP 系统，从工艺设备角度定性分析了解 CMP 的工作过程，通过介绍分析 CMP 工艺参数，对 CMP 作定量了解。

在文献精度中，介绍了一个 SiO2的CMP 平均磨除速率模型，其中考虑了磨粒尺寸，浓度，分布，研磨液流速，抛光势地形，材料性能。

经过实验，得到的实验结果与模型比较吻合。

MRR 模型可用于CMP 模拟，CMP 过程参数最佳化以及下一代 CMP 设备的研发。

最后，通过对 VLSI 制造技术的课程回顾，归纳了课程收获，总结了课程感悟。

关键词：CMP、研磨液、平均磨除速率、设备Abstract：This article first defined and introduces the basic working principle of the CMP process, and then, by introducing the CMP system, from the perspective of process equipment qualitative analysis to understand the working process of the CMP, and by introducing the CMP process parameters, make quantitative understanding on CMP.In literature precision, introduce a CMP model of SiO2, which takes into account the particle size, concentration, distribution of grinding fluid velocity, polishing potential terrain, material performance.After test, the experiment result compared with the model.MRR model can be used in the CMP simulation, CMP process parameter optimization as well as the next generation of CMP equipment research and development.Through the review of VLSI manufacturing technology course, finally sums up the course, summed up the course.Key word: CMP、slumry、MRRs、device1.前言随着半导体工业飞速发展，电子器件尺寸缩小，要求晶片表面平整度达到纳米级。

cmp后清洗工艺CMP（Chemical Mechanical Planarization）是一种常用于集成电路制造中的表面处理工艺，其主要目的是通过机械研磨和化学溶解的方式来平坦化和清洗硅片表面。

在CMP后清洗工艺中，清洗步骤是非常重要的一环，它能够有效地去除CMP过程中产生的残留物和污染物，保证硅片表面的纯净度和平整度。

CMP后清洗工艺主要包括以下几个步骤：1. 硅片预清洗：在CMP后清洗之前，首先需要对硅片进行预清洗，以去除表面的大部分杂质和污染物。

预清洗一般采用化学溶解的方式，使用酸性或碱性溶液进行浸泡和喷洗，以保证硅片表面的干净度。

2. 去胶：在CMP过程中，胶水被广泛使用作为研磨液的载体。

因此，在CMP后清洗中，必须彻底去除残留在硅片表面的胶水。

去胶一般采用化学方法，使用有机溶剂或碱性溶液进行浸泡和喷洗，以溶解和去除胶水。

3. 去除金属颗粒：在CMP过程中，金属颗粒很容易附着在硅片表面，严重影响器件的性能。

因此，在CMP后清洗中，必须彻底去除硅片表面的金属颗粒。

去除金属颗粒一般采用化学溶解的方式，使用酸性溶液进行浸泡和喷洗，以溶解和去除金属颗粒。

4. 最终清洗：最终清洗是CMP后清洗工艺的最后一个步骤，其目的是彻底去除硅片表面的残留物和污染物，以保证硅片表面的纯净度。

最终清洗一般采用超纯水和有机溶剂的组合，通过浸泡、喷洗和超声波清洗等方式，将残留物和污染物彻底清除。

在CMP后清洗工艺中，除了上述主要步骤之外，还可以根据需要添加其他的辅助清洗步骤，以满足不同的工艺要求。

例如，可以添加表面活化剂的清洗步骤，以提高清洗效果；可以添加氧化剂的清洗步骤，以去除硅片表面的有机污染物等。

CMP后清洗工艺在集成电路制造中起着至关重要的作用。

它能够有效地去除CMP过程中产生的残留物和污染物，保证硅片表面的纯净度和平整度，从而提高器件的性能和可靠性。

随着集成电路工艺的不断进步和发展，CMP后清洗工艺也在不断改进和优化，以满足对硅片表面质量要求的不断提高。

CMP工艺介绍及用滤芯Chemical Mechanical Polishing(CMP)化学机械抛光是一个化学腐蚀和机械摩擦的结合。

是目前最为普遍的半导体材料表面平整技术，兼收了机械摩擦和化学腐蚀的优点，从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。

可以获得比较完美的晶片表面。

国际上普遍认为，器件特征尺寸在0.35μm以下时，必须进行全局平面化以保证光刻影像传递的精确度和分辨率，而CMP是目前几乎唯一的可以提供全局平面化的技术。

其设备作用原理图如下：CMP耗材主要有以下几种：研磨液：研磨时添加的液体状物质，颗粒大小跟研磨后的刮伤等缺陷有关，颗粒越小越好。

基本形式是由SiO2抛光剂和一个碱性组分水溶液组成，SiO2颗粒的大小1-100nm，浓度1.5%-50%，碱性组成一般是KOH，氨或有机胺，pH为9.5-11，颗粒越大对晶片的损伤越大。

研磨垫：研磨时垫在晶片下面的片状物。

研磨垫整理器：钻石盘状物，整理研磨液。

研磨液过滤系统（Pall家资料）输送流程如下：不同的制程，需要的研磨液可能不同，研磨液的整个传输和应用流程都会用到滤芯进行过滤，主要是对研磨液中的颗粒进行过滤除杂，保证研磨液中颗粒大小的均匀性和稳定性。

半导体制备中常用的CMP制程如下：（1）前段制程中STI-CMP（Shallow trench isolation）电解质隔层，浅沟槽隔离技术，将wafer表面的氧化层磨平，前一站是CVD（化学气相沉积）区，后一站是WET（湿刻）区，抛光后露出SIN（硬质介质材料）。

STI研磨液通常由氧化铈磨料（5％-10％）的固含量。

高固含量（>10％）的气相二氧化硅研磨液也已被用于该制程。

Slurry Type 1.Tote to Day Tank 2.Global Loop 3.Point of Use(POU)Ceria（二氧化铈）Profile II Y002Profile II Y030Profile II Y002(capsule or cartridge)Fumed Silica（气相二氧化硅）CMPure CMPD1.5CMPure CMPD10Starkleen A010(capsule)CMPure CMPD1.5(cartridge)（2）后段制程中应用。

屏蔽栅多晶硅热氧化cmp
屏蔽栅（Shallow Trench Isolation，STI）、多晶硅（Polysilicon）、热氧化（Thermal Oxidation）、CMP（Chemical Mechanical Polishing）是半导体制造中常见的工艺步骤。

以下是它们的简要介绍：
1.屏蔽栅（STI）：
STI 是一种用于隔离晶体管之间的工艺，通过在晶片表面形成浅沟槽来隔离不同的晶体管区域，以防止电子器件之间的干扰。

STI 的制造过程包括在硅片表面形成氧化层、刻蚀氧化层形成沟槽、填充沟槽并平坦化表面等步骤。

2.多晶硅（Polysilicon）：
多晶硅是一种由多晶颗粒组成的硅材料，常用于制造晶体管的栅极、连接线等部件。

制造多晶硅的过程包括硅气化、沉积、热退火等步骤，以形成具有良好电学性能的多晶硅薄膜。

3.热氧化（Thermal Oxidation）：
热氧化是一种利用高温氧化硅片表面形成氧化层的工艺，用于改善硅片的绝缘性能和表面质量。

热氧化的过程包括将硅片置于氧气环境中进行高温处理，使表面硅原子与氧气反应生成氧化层。

4.CMP（Chemical Mechanical Polishing）：
CMP 是一种半导体制造中常用的表面平坦化工艺，通过同时施加化学溶液和机械磨削来去除表面不均匀性，使硅片表面平坦度达到要求。

CMP 的过程包括在旋转的硅片表面施加磨削液体，通过化学反应和机械磨削同时去除表面杂质，最终得到平坦的表面。

以上是关于屏蔽栅、多晶硅、热氧化和CMP的简要介绍。

这些工艺步骤在半导体制造中扮演着重要角色，确保芯片的性能和质量。

cmp废水量-回复本文将围绕着标题【cmp废水量】展开，逐步解答有关CMP废水量的相关问题。

CMP（Chemical Mechanical Planarization，化学机械平面化）是一种半导体制造工艺，用于平整金属和绝缘层之间的薄膜。

CMP工艺所产生的废水量是一个关键问题，需要进行有效的控制和处理。

首先，我们需要了解CMP废水产生的原因。

CMP工艺中使用了磨料和化学溶液来实现平面化效果。

这些磨料和化学溶液在加工过程中会与金属、绝缘层和其他化学物质发生反应，产生大量废水。

这些废水可能含有有害物质和金属离子等，对环境造成潜在威胁。

其次，我们可以探讨CMP废水处理的方法。

CMP废水处理的首要目标是将废水中的化学物质和有害物质降至合理水平，以确保废水达到排放标准。

目前，常用的CMP废水处理方法包括化学中和、沉淀、膜分离、生物降解等。

化学中和是将废水中的化学药剂与废水中的有害物质反应，使有害物质转化为无害或低毒化合物，从而减少对环境的影响。

沉淀是一种通过调整废水中溶解物的pH值，使其形成可沉淀的沉淀物，并通过物理分离的方式去除废水中的污染物。

膜分离是一种利用气体、液体或半透膜将废水中的颗粒和溶解物分离的方法。

生物降解则是利用微生物将废水中的有机物降解为无害的废物。

此外，我们也需要了解CMP废水处理的挑战和难点。

CMP废水处理的主要挑战之一是废水中复杂化学物质的高浓度和多样性。

废水中的金属离子、细胞毒性物质以及有机物等的独特组合和浓度需要综合考虑。

另一个难点是废水处理过程中的高能耗和高成本。

废水处理过程需要大量的化学药剂和能源投入，这对环保技术和设备提出了更高的要求。

最后，我们可以探讨CMP废水的再利用问题。

由于CMP废水中可能含有一定浓度的金属离子和有机物，因此对CMP废水的再利用成为一个重要的课题。

利用适当的技术手段和方法，可以实现对CMP废水中的有价值物质进行回收和再利用。

这不仅可以减少废水的排放，还可以降低CMP 工艺的资源消耗和costs成本。