在半導(dǎo)體芯片集成芯片的生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)光刻工藝將電路器件印刷在具有電路布局結(jié)構(gòu)的硅片上。集成電路芯片的集成度越來(lái)越高，芯片電路布局的橫向和縱向擴(kuò)展也越來(lái)越多。在水平方向上，電路布局越密集，相鄰兩個(gè)電路之間的距離就越短；在垂直方向上，相互連接的金屬層的數(shù)量不斷增加，從起初的三層、四層，發(fā)展到現(xiàn)在的十一、十二層。
這些工藝都需要光刻，而光刻工藝的質(zhì)量很大程度上取決于硅片的表面特性。硅片表面的起伏和雜質(zhì)污染會(huì)造成光刻工藝中的缺陷，甚至造成產(chǎn)品報(bào)廢。未經(jīng)平面化的晶圓會(huì)影響芯片的電路布局結(jié)構(gòu)。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）技術(shù)成為當(dāng)前主流的拋光方式。其原理是一種將化學(xué)腐蝕和機(jī)械去除相結(jié)合的加工技術(shù)。它是機(jī)械加工中可以實(shí)現(xiàn)整體表面平面化的技術(shù)。 .在實(shí)際制造中，其主要作用是通過(guò)機(jī)械研磨和化學(xué)液體溶解“腐蝕”的綜合作用，對(duì)被研磨物體（半導(dǎo)體）進(jìn)行研磨和拋光。在這個(gè)過(guò)程中，拋光液是完成CMP的主要力量。拋光液主要含有化學(xué)藥劑和超細(xì)固體拋光顆粒。化學(xué)試劑的成分、濃度、pH值、拋光顆粒的種類和大小、拋光液的流速和流路等都會(huì)影響CMP的加工質(zhì)量。
用二氧化硅（SiO2）拋光液拋光：
堿性SiO2膠體漿料利用堿與硅的化學(xué)腐蝕反應(yīng)生成可溶性硅酸鹽，并通過(guò)吸附小、軟、大比表面積、帶負(fù)電荷的SiO2膠體顆粒，在拋光墊和硅片之間產(chǎn)生機(jī)械作用硅片的摩擦能及時(shí)去除反應(yīng)產(chǎn)物，使它們?cè)诠杵砻娴玫竭B續(xù)的化學(xué)和機(jī)械拋光。同時(shí)借助SiO2的吸附活性和堿的化學(xué)清洗作用，達(dá)到去除硅片表面損傷層和污染雜質(zhì)的拋光目的。
二氧化硅（SiO2）拋光液的優(yōu)點(diǎn)是：①SiO2的硬度與硅相近（莫氏硬度為7）； ②粒度細(xì)，約0.01~0.1um，所以拋光面損傷層很小，拋光面氧化誘發(fā)的堆垛層錯(cuò)基本小于100個(gè)/cm2，可滿足大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。因此，它已基本取代了上述兩種化學(xué)機(jī)械拋光方法。
憑借這些優(yōu)勢(shì)，二氧化硅（SiO2）膠體拋光液不僅可以拋光單晶硅片，還可以拋光層間電介質(zhì)（ILD）、絕緣體、導(dǎo)體、鑲嵌金屬（W、Al、Cu、Au）、多晶硅和氧化硅通道。此類材料經(jīng)過(guò)平面化處理，還廣泛應(yīng)用于薄膜存儲(chǔ)盤(pán)、微電子機(jī)械系統(tǒng)（MFMS）、先進(jìn)陶瓷、磁頭、機(jī)械磨料、精密閥門(mén)、光學(xué)玻璃、金屬材料等表面加工領(lǐng)域。本期分享就到這里了，感謝大家的關(guān)注和支持，下期見(jiàn)……
