CMP技术的未来_原创精品文档.pdfVIP

CMP技术的未来

TheFutureofCMPTechnology

尽管化学机械抛光(CMP)是使当今的亚微米IC保持平面化的一项关键技

术，但要把它融入工厂的生产线却相当得困难和昂贵。现在使用的CMP

系统中，绝大部分都需使用两种金属，即：作为普通电介质的二氧化硅

玻璃以及作为接触插件的钨金属。就目前和近期的几何尺寸而言，对于

这两种基础原料已经有了成熟的生产工艺，但是，改变生产要求将毫无

疑问地导致工艺革命，而不是工艺演进。

几何尺寸的压缩将减小操作窗口，与此同时，具有新型接口和故障机理

的的新材新材料料展展现在现在世人世人面前。相面前。相互互关关联联而微而微妙妙的的次级次级问题在开发单独的

工艺时并不会出现，只有当试图实施全面集成时才变得明显起来。面对

如此多的变化和悬而未决的问题，人们正在开发许多新的技术，其中的

某些技术将最终为生产提供巨大的帮助。

固定研磨CMP

随着几何尺寸的压缩，工艺容差范围一般会变小，浅沟道绝缘的CMP也

不例外。采采用用虚拟结构虚拟结构带带来的问来的问题题以及以及与与反向掩膜反向掩膜的使用相关连的成

本过高问题足以激励人们去寻找新型CMP。

CMP浆是一种液体和研磨粉末的混合物，能够使工艺更加受控的途径之

一就是采用一种被称为固定研磨CMP(FA-CMP)的方法来把研磨剂固定

在焊盘上。从某种程度来说，FA焊盘仅仅是一些特制的砂纸，虽然没有

一种砂纸需要像FA焊盘这样对研磨剂的大小和形状进行如此精确的控

制。研磨设备必须安全固定以保证不会跌落和划伤。

通常，FA-CMP工艺在整个晶片上的显现出更加优良的步进高度一致性，

从而允许设计砂路密度能够有更多的变化。固定研磨剂还能够在STI

CMP工艺之后把氧化物的凹坑数量从标准浆的600A减少到固定研磨剂

的100A。Applied公司计划在一个滚筒/织网系统(在该系统中，用3M

公司生产的FA织网材料滚筒替代了焊盘)采用FA。3M公司的SlurryFree

织网材料由防水和防化学腐蚀的交联聚合物粘合剂胶粘在一起的氧化铝

柱的规则阵列所组成。AppliedMaterials公司在旋转头中应用了FA织网

技术，这种旋转头能够替换其ReflexionCMP平台上的三个标准抛光头

中的任意一个。

织网概念的提出为CMP工艺控制提供了一个巨大优势。滚筒每块晶圆片

前进一点，步进量足以引入一块新的织网区，以把移动速率保持在期望

的水平上，这样就不再需要调节圆盘。调节圆盘价格昂贵，并会发射粒

子，所以人们普遍希望取消调节圆盘。由于每块晶圆片都要经受等量的

研磨--这与目前移动速率随焊盘调节定时而改变的情况有所不同工艺控

制应该简单得多。

AppliedMaterials公司的STICMP主管TomOsterheld说：说：你可以开发

FA焊盘或者FA织网。但是，织网在性能稳定性、取消调节圆盘和缺陷

率方面率方面更加优更加优越越。。多年以来，AppliedMaterials公司一直采用FA技术

并于去年夏天为其客户提供了首批多工具。Applied公司希望在不久的

将来推出基于织网技术的CMP设备解决方案。

电化学机械淀积

NuTool公司董事长兼CEOHomayounTalieh评述说评述说减少CMP缺陷的最

佳方法就是不再使佳方法就是不再使用用。NuTool公司已在电化学淀积技术(电化学

机械淀积)中发现了一个重要的变量。这种接触电镀和标准的电镀术相

似，都运用了阳极和阴极，但不同的是它增加了一个在电镀过程中与晶

圆片相接触的抛光焊盘。由于该焊盘扫过晶圆片的上表面，因此表面上

的淀积大为减少，而铜填充在沟道内部继续进行。这种化学过程并非专

有技术，而是基于对标准电解公式的修正。

除淀积技术之外，NuTool公司将通过与其合作伙伴TEL和ASMI公司共

同开发用于铜波纹形成的多工艺成组工具来改变铜互连技术。该组成将

包括金属障壁和颗粒淀积、铜填充和退火以及上表面的金属清除，因此，

晶圆片已为下一个互连标准做好了准备。

尽管尽管这种这种超级超级成组成组工具不会立即取代所有的独立型工具，然而它仍被

预言能在小得多的工厂空间里生产同等数量的晶圆片。这种超级成组接

缝的发展对于NuTool公司来说尤为重要。

NuTool声称由于ECMD工艺大大减少了