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半导体制造设备系列(8)-CMP抛光设备

合明科技 👁 2145 Tags:半导体制造设备CMP抛光设备半导体封装清洗

半导体制造设备系列(8)-CMP抛光设备

前面我们讲了半导体制造材料的抛光材料-CMP材料,今天小编给大家科普一下半导体制造设备-CMP抛光设备。希望能对您有所帮助!

对CMP设备而言,其产业化关键指标包括工艺一致性、生产效率、可靠性等,CMP 设备的主要检测参数包括研磨速率、研磨均匀性和缺陷量。

1、研磨速率:单位时间内晶圆表面材料被研磨的总量。

2、研磨均匀性:分为片内均匀性和片间均匀性。片内均匀性指某个晶圆研磨速 率的标准方差和研磨速率的比值;片间均匀性用于表示不同圆片在同一条件下研磨 速率的一致性。

3、缺陷量:对于CMP而言,主要缺陷包括表面颗粒、表面刮伤、研磨剂残留,将直接影响产品的成品率。

为实现这些性能,CMP设备需要应用纳米级抛光、清洗、膜厚在线检测、智能化控制等多项关键先进技术。

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CMP分类:

按照被抛光材料种类进行分类,CMP主要包括:

1、衬底:主要是硅材料,以及蓝宝石、化合物半导体等;

2、金属层,包括Al/Cu金属互联层,Ta/Ti/TiN/TiNxCy等扩散阻挡层、粘附层;

3、介质:包括SiO2/BPSG/PSG等ILD(层间介质),SI3N4/SiOxNy等钝化层、阻挡层;

4、其他材料:包括ITO等。

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CMP应用领域:

STI CMP:所谓STI(Shallow Trench Isolation),浅沟槽隔离技术,其作用是用氧化物隔离各个门电路Gate,使各门电路之间互不导通。STI CMP是将表面的氧化物抹平,使氮化硅SiN层暴露出来。

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图3:STI CMP示意图

Oxide CMP:包括ILD(Inter-level Dielectric)层间电介质 CMP 和IMD (Inter-metal Dielectric)金属间电介质 CMP,主要是将氧化物Oxide进行抛光,将Oxide磨到一定的厚度,从而达到平坦化。 

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图4:Oxide CMP示意图

在钨、铜、Poly等各CMP环节之中,其实本质上都是将电门之间的缝隙填充完后,对于不同部分的研磨,使晶圆表面实现平坦化或者使需要暴露出来的材质正好暴露在外。

CMP设备市场:

CMP 设备占半导体设备投资总额比例约为 4%。2012-2019年全球CMP设备市场整体上呈现上升趋势,到2018年全球CMP设备的市场规模达到最大值,约25.82亿美元,而2019年较2018年下滑至23.05亿美元。同期中国CMP设备市场规模约为4.5亿美元。

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图5:2012-2019年全球CMP设备市场规模(亿美元)

以上是关于半导体制造设备系列(8)-CMP抛光设备的相关内容介绍了,希望能对您有所帮助!

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