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前段时间很火的一部电影《神奇女侠》相信很多人都看过了，没看过的赶紧去下来看一下，毕竟美女 帅哥的表演还是令人赏心悦目的！简单说，我们这位神奇的女侠有几样装备：一个类似美国队长的盾牌，啥都打不坏，就说牛不牛掰！ 一副可以挡子弹等共计的护手；一把利剑，还有一条放电的软鞭，可以让人说实话的鞭子，没见过吧！这几样装备既可攻，又可守，简直无敌了，就这装备，凡人根本不是对手，所以她的对手是神，我们多欣赏几张美照吧！ 利剑在手，天下我有！ 对比一下我们的美国队长，是不是low多了，只有一个救命盾牌！ 不过我们的美国队长年轻时那胸肌真是，口水啊！练不出来，只能艳羡一下了！ 好了，福利已经送出，回到我们今天的核心话题，我们继续介绍CMP（化学机械研磨），为什么说它像一把利剑呢？我们回想一下CMOS流程中都有哪些步骤用到了CMP就知道了，STI的CMP，ILD的CMP，W-plug的CMP，IMD的CMP，以及metal的CMP，更为先进的工艺还有POLY的CMP，看到没，这些用到CMP的步骤都是工艺中非常关键的步骤，这些关键步骤的好坏，会对整个器件的特性好坏起到决定性作用，你说它的作用关键不关键，重要不重要，所以我们分两次来专门讲解它。 一、CMP的设备原理 （1）我们来看CMP设备的基本构成：抛光垫、wafer夹具、磨料 一种抛光系统是抛光垫左右移动，磨头做圆周运动，磨料在中间起到化学作用和研磨作用，共同去除需要磨掉的物质。 另一种抛光系统是抛光垫和磨头都做圆周运动，这种常见一些。 （2）分别介绍各个部分的作用 A、抛光垫：通常用聚亚安酯做成，具有海绵一样的机械特性和多孔吸收特性； 抛光垫需要定期修整来降低光滑表面； 抛光垫的硬度会影响片内和片间均匀性；
B、磨头： 垂直压力装置，真空装置，水平加压环，以及载片腔体。 垂直压力增大，抛光速度加快（Preston公式） 水平加压环是为了防止边缘因变形而造成的抛光速度偏快而加的，提高了整体抛光的均与性；
C、磨料：是精细研磨颗粒和化学品的混合物，磨不同物质，用的磨料是不同的； 氧化物磨料：含超精细硅胶颗粒的碱性氢氧化钾溶液，或者氢氧化铵溶液。 金属磨料：含有氧化铝的酸性溶液
磨料作用就是在适当的PH值下，使被磨物表面氧化，从而降低其硬度，然后再磨料的机械研磨下被去除，然后重复氧化，研磨的过程，直到终点。
金属抛光磨料：调节PH值，反复进行金属氧化，金属腐蚀的过程。
W钨的磨料：将W氧化成WO3，然后因为WO3比W软，被抛光移除。
W的甫尔拜图供参考。
AL的磨料：AL CMP用的少。
Cu的磨料：
Cu的甫尔拜图供参考。
抛光速率：压力越大，抛光速率越快
选择比：并不是选择比越高越好
常见CMP异常现象 1. 图形密集效应： 高密度区域抛光速率快，造成CMP侵蚀，缩短抛光时间以减小这种侵蚀。
2.dishing：凹陷与被抛光线条的宽度有关，线条越宽，凹陷可能越严重，抛光垫的硬度也对凹陷有影响，如下图W的CMP。
选择比过高，往往造成抛光速率快的材质出现dishing现象，因此，控制合适的抛光选择比非常重要，对于STI，一般为了降低dishing现象，往往要先做一块板，然后把STI附近大面积的oxide先刻掉，然后再CMP，从而保证STI沟槽的均匀性。
最后讲讲终点的检测 1.电机电流终点检测法:电机电流对硅片表面的粗糙程度的变化是敏感的，材质发生变化时，电机电流发生变化，从而可以用来判断终点，所以，它一般只适用于检测不同介质层的CMP终点，换做都是SiO2，只是磨薄了，就没办法确定终点了。
2.光学终点检测 光从膜层上放射的不同角度与膜层材料和厚度有关，当膜层从一种材料的界面变化到另一种材料的界面时，光学终点检测测量到从抛光磨反射过来的紫外光或可见光之间的干涉，干涉的水平与膜层厚度有一个关系，从而判断膜层厚度的变化。
好了，以上就是今天的内容，比较多，也比较杂，需要慢慢吸收，对CMP的机械结构，原理，磨料组成，抛光速率及均匀性影响因素，以及常见的侵蚀和dishing现象要如何降低其发生可能性有一定的理解，然后再结合实际情况具体分析具体问题，从而提高自己对于CMP的理解水平。 最近收到不少同行的问题，因为公众号刚开不久，系统还没有给我评论功能等其他功能，暂时没办法评论，如果有想交流的朋友，我统计一下，如果很多的话，我们可以考虑建个群，大家一起研究平时遇到的问题，可以帮助大家进步，想建群的给我留言，超过一定数量，我下次再发的时候就把我的微信列出来，大家加我，我拉一个群，然后大家多沟通。 好了，今天就到这里，明天见！ 感谢继续支持“半导体内功修炼”，喜欢就赶紧关注吧！
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来自： Long_龙1993 > 《CMP》
