半導(dǎo)體CMP工藝介紹..ppt

IntroductionofCMP 化學(xué)機(jī)械拋光制程簡(jiǎn)介 ChemicalMechanicalPolishing CMP 目錄 CMP的發(fā)展史CMP簡(jiǎn)介為什么要有CMP制程CMP的應(yīng)用CMP的耗材CMPMirra Mesa機(jī)臺(tái)簡(jiǎn)況 IntroductionofCMP CMP發(fā)展史 1983 CMP制程由IBM發(fā)明 1986 氧化硅CMP Oxide CMP 開(kāi)始試行 1988 金屬鎢CMP WCMP 試行 1992 CMP開(kāi)始出現(xiàn)在SIARoadmap 1994 臺(tái)灣的半導(dǎo)體生產(chǎn)廠第一次開(kāi)始將化學(xué)機(jī)械研磨應(yīng)用于生產(chǎn)中 1998 IBM首次使用銅制程CMP IntroductionofCMP CMP制程的全貌簡(jiǎn)介 IntroductionofCMP CMP機(jī)臺(tái)的基本構(gòu)造 I 壓力pressure 平臺(tái)Platform 研磨墊Pad 芯片Wafer 研磨液Slurry Wafercarrier 終點(diǎn)探測(cè)EndpointDetection 鉆石整理器DiamondConditioner IntroductionofCMP CMP機(jī)臺(tái)的基本構(gòu)造 II IntroductionofCMP Mirra機(jī)臺(tái)概貌 IntroductionofCMP Teres機(jī)臺(tái)概貌 IntroductionofCMP 線性平坦化技術(shù) IntroductionofCMP IntroductionofCMP Teres研磨均勻性 Non uniformity 的氣流控制法 研磨皮帶上的氣孔設(shè)計(jì) Air beltdesign IntroductionofCMP F Rex200機(jī)臺(tái)概貌 IntroductionofCMP 終點(diǎn)探測(cè)圖 STICMPendpointprofile 光學(xué) 摩擦電流 為什么要做化學(xué)機(jī)械拋光 WhyCMP IntroductionofCMP 沒(méi)有平坦化之前芯片的表面形態(tài) IntroductionofCMP 沒(méi)有平坦化情況下的PHOTO IntroductionofCMP 各種不同的平坦化狀況 IntroductionofCMP 沒(méi)有平坦化之前 平滑化 局部平坦化 全面平坦化 平坦化程度比較 Gapfill Local Global 平坦化范圍 微米 IntroductionofCMP StepHeight 高低落差 LocalPlanarity 局部平坦化過(guò)程 高低落差越來(lái)越小 局部平坦化 高低落差消失 IntroductionofCMP 初始形貌對(duì)平坦化的影響 A B C IntroductionofCMP CMP制程的應(yīng)用 CMP制程的應(yīng)用 前段制程中的應(yīng)用Shallowtrenchisolation STI CMP 后段制程中的應(yīng)用Pre mealdielectricplanarization ILD CMP Inter metaldielectricplanarization IMD CMP Contact Viaformation W CMP DualDamascene Cu CMP 另外還有Poly CMP RGPO CMP等 IntroductionofCMP STI OxideCMP 什么是STICMP 所謂STI ShallowTrenchIsolation 即淺溝槽隔離技術(shù) 它的作用是用氧化層來(lái)隔開(kāi)各個(gè)門電路 GATE 使各門電路之間互不導(dǎo)通 STICMP主要就是將wafer表面的氧化層磨平 最后停在SIN上面 STICMP的前一站是CVD區(qū) 后一站是WET區(qū) CMP前 CMP后 所謂OxideCMP包括ILD Inter levelDielectric CMP和IMD Inter metalDielectric CMP 它主要是磨氧化硅 Oxide 將Oxide磨到一定的厚度 從而達(dá)到平坦化 OxideCMP的前一站是長(zhǎng)Oxide的CVD區(qū) 后一站是Photo區(qū) 什么是OxideCMP CMP前 CMP后 STI OxideCMP W 鎢 CMP流程 1 Ti TiNPVD WCVD 功能 Glue 粘合 andbarrier 阻隔 layer 以便W得以疊長(zhǎng) 功能 長(zhǎng)W膜以便導(dǎo)電用 POLYCMP流程簡(jiǎn)介 2a POLYDEPO POLYCMP OVERPOLISH 功能 長(zhǎng)POLY膜以填之 功能 刨平POLY膜 ENDPOINT 終點(diǎn) 探測(cè)界限 OVERPOLISH 多出研磨 殘留的POLY膜 ROUGHPOLYCMP流程 2b PRCOATING 功能 PR填入糟溝以保護(hù)糟溝內(nèi)的ROUGHPOLY ROUGHPOLYCMP 功能 刨平PR和ROUGHPOLY膜 ENDPOINT 終點(diǎn) 探測(cè)界限 OVERPOLISH 多出研磨 殘留的ROUGHPOLY膜 CMP耗材 IntroductionofCMP CMP耗材的種類 研磨液 slurry 研磨時(shí)添加的液體狀物體 顆粒大小跟研磨后的刮傷等缺陷有關(guān) 研磨墊 pad 研磨時(shí)墊在晶片下面的片狀物 它的使用壽命會(huì)影響研磨速率等 研磨墊整理器 conditiondisk 鉆石盤狀物 整理研磨墊 IntroductionofCMP CMP耗材的影響 隨著CMP耗材 consumable 使用壽命 lifetime 的增加 CMP的研磨速率 removalrate 研磨均勻度 Nu 等參數(shù)都會(huì)發(fā)生變化 故要求定時(shí)做機(jī)臺(tái)的MONITOR ROUTINEMONITOR是用來(lái)查看機(jī)臺(tái)和制程的數(shù)字是否穩(wěn)定 是否在管制的范圍之內(nèi)的一種方法 IntroductionofCMP CMPMirra Mesa機(jī)臺(tái)簡(jiǎn)況 IntroductionofCMP FABS MIRRA MESA Mirra Mesa機(jī)臺(tái)外觀 側(cè)面 SMIFPOD WETROBOT IntroductionofCMP Mirra Mesa機(jī)臺(tái)外觀 俯視圖 IntroductionofCMP Mirra Mesa機(jī)臺(tái) 運(yùn)作過(guò)程簡(jiǎn)稱 1 2 FABS的機(jī)器手從cassette中拿出未加工的WAFER并送到WAFER的暫放臺(tái) 2 3 Mirra的機(jī)器手接著把WAFER從暫放臺(tái)運(yùn)送到LOADCUP LOADCUP是WAFER上載與卸載的地方 3 4 HEAD將WAFER拿住 CROSS旋轉(zhuǎn)把HEAD轉(zhuǎn)到PLATEN1到2到3如此這般順序般研磨 4 3 研磨完畢后 WAFER將在LOADCUP御載 3 5 Mirra的機(jī)器手接著把WAFER從LOADCUP中拿出并