1、C M P 工艺介绍及用滤芯 C h e m i c a l M e c h a n i c a l P o l i s h i n g ( C M P ) 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 。
2、 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 . 3 5 m 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 C M P 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 ： C M P 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
3、 小 越 好 。 基 本 形 式 是 由 S i O 2 抛 光 剂 和 一 个 碱 性 组 分 水 溶 液 组 成 ， S i O 2 颗 粒 的 大 小 1 - 1 0 0 n m ， 浓 度 1 . 5 % - 5 0 % ， 碱 性 组 成 一 般 是 K O H ， 氨 或 有 机 胺 ， p H 为 9 . 5 - 1 1 ， 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 （ P a l l 家 资 料
4、 ） 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 C M P 制 程 如 下 ： （ 1 ） 前 段 制 程 中 S T I - C M P （ S h a l l o w t r e n c h i s o l a t i o n ） 电 解 质 隔 层 ， 浅 沟
5、槽 隔 离 技 术 ， 将 w a f e r 表 面 的 氧 化 层 磨 平 ， 前 一 站 是 C V D （ 化 学 气 相 沉 积 ） 区 ， 后 一 站 是 W E T （ 湿 刻 ） 区 ， 抛 光 后 露 出 S I N （ 硬 质 介 质 材 料 ） 。 S T I 研 磨 液 通 常 由 氧 化 铈 磨 料 （ 5 - 1 0 ） 的 固 含 量 。 高 固 含 量 （ 1 0 ） 的 气 相 二 氧 化 硅 研 磨 液 也 已 被 用 于 该 制 程 。 S l u r r y T y p e 1 . T o t e t o D a y T a n k 2 . G l o
6、b a l L o o p 3 . P o i n t o f U s e ( P O U ) C e r i a （二氧化铈） P r o f i l e I I Y 0 0 2 P r o f i l e I I Y 0 3 0 P r o f i l e I I Y 0 0 2 ( c a p s u l e o r c a r t r i d g e ) F u m e d S i l i c a （ 气 相二氧化硅） C M P u r e C M P D 1 . 5 C M P u r e C M P D 1 0 S t a r k l e e n A 0 1 0 ( c a p
7、s u l e ) C M P u r e C M P D 1 . 5 ( c a r t r i d g e ) （ 2 ） 后 段 制 程 中 应 用 。 I L D - C M P （ I n t e r - l e v e l D i e l e c t r i c ） 和 I M D - C M P （ I n t e r - m e t a l d i e l e c t r i c ） 主 要 是 磨 氧 化 层 ， 将 氧 化 层 磨 到 一 定 厚 度 。 前 一 站 是 C V D 区 ， 后 一 站 是 P h o t o （ 光 刻 ） 区 。 I L D 研 磨 液
8、通 常 由 高 固 含 量 ( 1 0 % ) 的 气 相 或 胶 体 的 二 氧 化 硅 组 成 ， 较 低 固 含 量 的 二 氧 化 铈 研 磨 剂 被 使 用 在 现 在 的 更 高 级 的 应 用 制 程 中 。 S l u r r y T y p e 1 . T o t e t o D a y T a n k 2 . G l o b a l L o o p 3 . P o i n t o f U s e ( P O U ) F u m e d S i l i c a （气相 二氧化硅） C M P u r e C M P D 1 . 5 C M P u r e C M P D 1
9、0 S t a r k l e e n A 0 1 5 ( c a p s u l e ) C M P u r e C M P D 1 . 5 ( c a r t r i d g e ) C o l l o i d a l S i l i c a （ 胶 体二氧化硅） P r o f i l e I I Y 0 0 5 C M P u r e C M P D 5 S t a r k l e e n Y 0 0 5 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 0 5 ( c a r t r i d g e ) C e r i a （二氧化铈） P r o f
10、i l e I I Y 0 0 2 P r o f i l e I I Y 0 3 0 P r o f i l e I I Y 0 0 2 ( c a p s u l e o r c a r t r i d g e ) C u - C M P 和 W - C M P 和 是 将 铜 和 钨 膜 接 长 ， 以 便 导 电 。 大 体 积 铜 的 研 磨 液 通 常 由 低 固 含 量 的 （ 5 ） 的 气 相 氧 化 铝 或 胶 体 二 氧 化 硅 。 这 些 泥 浆 可能 含 有 化 学 专 利 可 能 影 响 过 滤 性 能 。 下 面 的 建 议 是 一 般 准 则 。 S l u r
11、 r y T y p e 1 . T o t e t o D a y T a n k 2 . G l o b a l L o o p 3 . P o i n t o f U s e ( P O U ) F u m e d A l u m i n a （气 相氧化铝） P r o f i l e I I Y 0 0 5 C M P u r e C M P D 5 S t a r k l e e n Y 0 0 3 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 0 3 ( c a r t r i d g e ) C o l l o i d a l S i l i
12、c a （胶 体二氧化硅） P r o f i l e I I Y 0 0 5 C M P u r e C M P D 5 S t a r k l e e n Y 0 0 3 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 0 3 ( c a r t r i d g e ) 隔 栅 铜 研 磨 液 通 常 由 高 固 体 含 量 （ 通 常 为 5 - 1 0 ） 的 气 相 或 胶 体 二 氧 化 硅 。 这 些 研 磨 液 可 能 含 有 化 学 物 质 可 能 会 影 响 过 滤 性 能 。 下 面 的 建 议 是 一 般 准 则 。 S l u r r
13、y T y p e 1 . T o t e t o D a y T a n k 2 . G l o b a l L o o p 3 . P o i n t o f U s e ( P O U ) F u m e d S i l i c a （气相 二氧化硅） C M P u r e C M P u r e 1 . 5 C M P u r e C M P D 1 0 S t a r k l e e n A 0 1 0 ( c a p s u l e ) C M P u r e C M P D 1 . 5 ( c a r t r i d g e ) C o l l o i d a l S i l
14、i c a （胶体二氧化硅） P r o f i l e I I Y 0 1 0 C M P u r e C M P D 5 S t a r k l e e n Y 0 0 3 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 0 3 ( c a r t r i d g e ) 气 相 和 胶 体 二 氧 化 硅 在 低 固 含 量 （ 5 ） ， 通 常 用 于 钨 的 应 用 程 序 。 胶 体 氧 化 铝 往 往 选 择 应 用 在 一 些 成 熟 的 研 磨 工 艺 。 S l u r r y T y p e 1 . T o t e t o D a y T
15、 a n k 2 . G l o b a l L o o p 3 . P o i n t o f U s e ( P O U ) C o l l o i d a l S i l i c a （ 胶 体二氧化硅） P r o f i l e I I Y 0 0 5 C M P u r e C M P D 5 S t a r k l e e n Y 0 0 5 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 0 5 ( c a r t r i d g e ) F u m e d S i l i c a （气相 二氧化硅） P r o f i l e I I Y 0
16、0 5 C M P u r e C M P D 5 S t a r k l e e n A 0 1 0 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 0 5 ( c a r t r i d g e ) C o l l o i d a l A l u m i n a （胶体氧化铝） P r o f i l e I I Y 0 0 5 C M P u r e C M P D 2 0 S t a r k l e e n A 0 5 0 ( c a p s u l e ) P r o f i l e I I Y 0 5 0 ( c a r t r i d g e )各
17、 系 列 滤 芯 描 述 ： P r o f i l e I I Y 0 0 2 ( c a p s u l e o r c a r t r i d g e ) 0 . 2 m P P 材质囊式滤芯 ， 1 4 i n . N P T 接口 ， 内配置 P P 深层过滤滤芯。 0 . 2 m 内衬不锈钢接头的绝对精度 P P 深层过滤滤芯 P r o f i l e I I Y 0 0 3 0 . 3 m 内 衬 不 锈 钢 接 头 ， P P 网 格 外 壳 、 端 盖 和 翅 片 ， 绝对精度 P P 深层过滤滤芯 P r o f i l e I I Y 0 0 5 0 . 5 m 精度，
18、配置同上 P r o f i l e I I Y 0 1 0 1 . 0 m 精度，配置同上 P r o f i l e I I Y 0 3 0 3 . 0 m 精度，配置同上 P r o f i l e I I Y 0 5 0 5 . 0 m 精度，配置同上 C M P u r e C M P D 1 . 5 1 . 5 m 精度，绝对过滤精度 P P 熔喷深层过滤滤芯 C M P u r e C M P D 5 5 m 精度，同上 C M P u r e C M P D 1 0 1 0 m 精度，同上 C M P u r e C M P D 2 0 2 0 m 精度，同上 S t a r
19、k l e e n Y 0 0 3 0 . 3 m ， 1 4 i n . N P T 接 口 ， 内 配 置 P P 折 叠 或 深 层 过 滤 滤芯，外壳 P P 材质 S t a r k l e e n Y 0 0 5 0 . 5 m ， 1 4 i n . N P T 接口，同上 S t a r k l e e n A 0 1 0 1 m ， 1 4 i n . F l a r e t e k 接口，同上 S t a r k l e e n A 0 1 5 1 . 5 m ， 1 4 i n . F l a r e t e k 接口，同上 S t a r k l e e n A 0 5 0 5 m ， 1 4 i n . F l a r e t e k 接口，同上
