1、化學(xué)機(jī)械拋光,報(bào)告人：萬(wàn)珊珊,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代電子工業(yè)的核心，而半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)是硅材料工業(yè)。雖然有各種各樣新型的半導(dǎo)體材料不斷出現(xiàn)，但 90%以上的半導(dǎo)體器件和電路，尤其是超大規(guī)模集成電路（ULSI）都是制作在高純優(yōu)質(zhì)的硅單晶拋光片和外延片上的。 目前，超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了 0.12m 和 300mm 時(shí)代，特征線寬為 0.1m 的技術(shù)也正在走向市場(chǎng)。隨著特征線寬的進(jìn)一步微小化，對(duì)硅片表面的平坦化程度提出了更高的要求，CMP 被公認(rèn)為是 ULSI 階段最好的材料全局平坦化方法，該方法既可以獲得較完美的表面，又可以得到較高的拋光速率，已經(jīng)基本取代了傳統(tǒng)的熱流法、旋轉(zhuǎn)式玻璃法、回

2、蝕法、電子環(huán)繞共振法等。,傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光,1965 年 Walsh 和 Herzog 首次提出了化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)，之后逐漸被應(yīng)用。在半導(dǎo)體行業(yè)，CMP 最早應(yīng)用于集成電路的基底硅材料的拋光中，其后被逐步應(yīng)用于集成電路的前半制程中（集成電路的制造過(guò)程共分為 4 個(gè)階段：?jiǎn)尉Ч杵圃?前半制程-硅片測(cè)試-后半制程） ，主要用于層間介質(zhì)，絕緣體，導(dǎo)體，鑲嵌金屬 W、Al、Cu，多晶硅，硅氧化物溝道等的平面化中。傳統(tǒng)的 CMP 系統(tǒng)由以下三部分組成：旋轉(zhuǎn)的硅片夾持裝置；承載拋光墊的工作臺(tái)；拋光液（漿料）供應(yīng)系統(tǒng)。,拋光液,化學(xué)機(jī)械拋光是化學(xué)腐蝕和機(jī)械磨削同時(shí)進(jìn)行，分為銅離子拋光、鉻離子拋光和普遍采

3、用的二氧化硅膠體拋光。二氧化硅膠體拋光是由極細(xì)的二氧化硅粉、氫氧化鈉（或有機(jī)堿）和水配制成膠體拋光液。在拋光過(guò)程中，氫氧化鈉與硅表面反應(yīng)生成硅酸鈉，通過(guò)與二氧化硅膠體的磨削，硅酸鈉進(jìn)入拋光液，兩個(gè)過(guò)程不停頓地同時(shí)進(jìn)行而達(dá)到拋光的目的。,有機(jī)堿腐蝕介質(zhì)的稀土拋光液,現(xiàn)有的幾種拋光液主要為金剛石磨料的堿性溶液，由于其中磨粒粒徑大小不均勻，不能很好的解決機(jī)械作用造成的損傷和應(yīng)力的問(wèn)題，無(wú)法達(dá)到光滑鏡面的目的?，F(xiàn)有一種有機(jī)堿腐蝕介質(zhì)的稀土拋光液，包括磨料二氧化鈰和腐蝕劑有機(jī)堿三乙醇胺，重量百分比含量為二氧化鈰 0.55、三乙醇胺為0.051.0，其余為水。此拋光液中還可包含0.251.0的氧化劑鐵氰化

4、鉀。上述拋光液在加入氧化劑鐵氰化鉀還可同時(shí)加入重量百分含量為515過(guò)氧化氫。此拋光液用于單晶硅片表面拋光，克服了使用現(xiàn)有拋光液中磨料硬度高造成的表面劃傷和選擇其他種類腐蝕介質(zhì)帶來(lái)的缺陷，獲得了理想的光滑鏡面拋光效果。,硅片的夾持技術(shù),由于化學(xué)機(jī)械拋光中材料去除量很少，一般只有幾微米，因此，化學(xué)機(jī)械拋光的材料去除力較小，對(duì)夾持系統(tǒng)的吸附力強(qiáng)度要求不高，但要求有較高的平整度。針對(duì)這種要求，目前在化學(xué)機(jī)械拋光中主要使用的夾持方法有石蠟粘結(jié)、水的表面張力吸附、多孔陶瓷式真空吸盤、靜電吸盤和薄膜式真空吸盤吸附等方法。,機(jī)械夾持與石蠟粘結(jié)方法,早期的硅片固定方法有機(jī)械式夾鉗和石蠟粘結(jié)等。但機(jī)械夾持方法容易

5、使硅片發(fā)生翹曲變形或者損壞硅片的邊緣區(qū)域，所以目前已經(jīng)很少使用。 石蠟粘結(jié)方法是另一種使用較早的方法。具體方法是將硅片放置在夾具上的規(guī)定位置，先加熱，然后將熔化的粘結(jié)劑滲入到硅片與夾具之間，并且僅供給不使硅片浮起的必要量，然后在工件上進(jìn)行加壓，使石蠟將硅片平整的固定在基板上。,水表面張力吸附夾持方法,利用水的張力進(jìn)行夾持的方法與用石蠟進(jìn)行粘結(jié)類似，是將網(wǎng)狀泡沫聚氨酯布粘貼在不銹鋼基板表面，并利用泡沫聚氨酯表面的水將硅片吸住。,靜電吸盤夾持方法,為滿足對(duì)硅片的高精度夾持和定位，70年代Wardly首先將靜電吸盤應(yīng)用在硅片的夾持中。目前靜電吸盤的形式很多，大致可以分為兩個(gè)類型：一種是硅片本身也通上高壓，稱作“平板電容式靜電吸盤”；另一種不對(duì)硅片直接加壓，稱為“整體電極式靜電吸盤”,真空吸盤夾持方法,目前在CMP加工中使用最廣泛的硅片夾持方法是真空吸盤。真空吸盤顧名思義就是采用了真空原理，利用真空負(fù)壓來(lái)“吸附”工件以達(dá)到夾