單晶硅片：硅片在經歷拉晶、切割和研磨之后，需要進行通過化學腐蝕減薄，此 時粗糙度達到 10~20um 左右，再進行一系列粗拋光、細拋光、精拋光等步驟， 可將粗糙度控制在幾十個 nm 以內，這樣表面才可以達到集成電路的要求。

多層金屬布線層：集成電路元件采用多層立體布線后，光刻工藝中對解析度和 焦點深度（景深）的限制越來越高，因此需要刻蝕的每一層都需要有很高的全 局平整度，即要求保證每層全局平坦化，通常要求每層的全局平整度不大于特 征尺寸的 2/3。12 寸大硅片在加工過程中出現的非均勻效應、翹曲形變效應，使 得CMP 工藝在解決平坦化問題上尤為重要。多層布線條件下，任何一層導線和絕 緣介質的厚度變化都會影響整顆芯片的電學穩定性，只有在 CMP 工藝下才能將其 厚度變化控制在納米級別范圍。同時，CMP 可以免除由于介質層臺階所需的過曝 光、過顯影、過刻蝕，在一定程度上減少了缺陷密度、提高了制程良率。

CMP 平坦化工藝使用的環節包括：氧化硅薄膜、層間絕緣膜（ILD）、淺溝槽隔 離（STI）、多晶硅和金屬膜（如 Al，Cu）等。

CMP 技術最早使用在氧化硅拋光中，是用來進行層間介質（ILD）的全局平坦 的，在半導體進入 0.35μm 節點之后，CMP 更廣泛地應用在金屬鎢、銅、多 晶硅等的平坦化工藝中。隨著金屬布線層數的增多，需要進行 CMP 拋光的步 驟也越多。下文舉例說明集中 CMP 工藝的不同特點：

氧化硅薄膜的 CMP：氧化硅多應用于做絕緣膜或隔離層，因此氧化硅層的平整度 將影響往后數層的制造、導線的連接及定位的工作。通常氧化硅層多以 CVD（化 學汽相沉積）的方法沉積，因此會有過多的堆積層需要以CMP 的方式去除，此過 程沒有明顯的停止終點，以去除薄膜的厚度為標準，只需達到平整度要求即可。

層間絕緣膜的 CMP：在層間絕緣膜的平整化方面，拋光對象有電漿輔助化學汽相 沉積膜、硼磷硅玻璃及熱氧化膜等。每一種對象的CMP 拋光條件都隨著拋光液種 類、拋光壓力與拋光時間而有所不同。在對不同特性的絕緣膜拋光時，大多以監測拋光終點來判定完成與否。

淺溝槽隔離的>

多晶硅的 CMP：將 STI 過程的溝槽加深，以 CVD 方式沉積氧化硅或氮化硅后， 再以多晶硅作為堆積材料，用 CMP 去除深溝外多余的多晶硅，并以在硅晶片上及 溝槽內長成的氧化硅或氮化硅膜作為 CMP 的拋光停止層即終點，此方法常見于溝 槽電容的制造過程中。

金屬膜的>

拋光墊決定 CMP 基礎效果，重要性持續提升

CMP 主要由拋光墊、拋光液、調節器等部分組成�；瘜W機械拋光技術是化學作用 和機械作用相結合的組合技術，旋轉的晶圓以一定的壓力壓在旋轉的拋光墊上，拋 光液在晶圓與拋光墊之間流動，并產生化學反應。晶圓表面形成的化學反應物由漂 浮在拋光液中的磨粒通過機械作用將這層氧化薄膜去除，在化學成膜和機械去膜的 交替過程中實現超精密表面加工。

從價值量占比可以看到，CMP 材料是芯片制造的核心耗材，占芯片制造成本約 7%，其中拋光墊價值量占 CMP 耗材的 33%左右。拆解晶圓制造成本進行，CMP 材料占比較大，約為 6.7%。價值量與光刻膠相近。其中拋光液和拋光墊是最核 心的材料，占比分別為 49%和 33%。

拋光墊決定了 CMP工藝的基礎拋光效果，并結合設備操作過程、硅片、拋光液等 因素，共同影響 CMP拋光結果和效率。我們一般從平均磨除率、平整度和均勻性、 選擇比和表面缺陷四個維度來評判拋光效果。為了更好控制拋光過程，需要詳細了 解CMP 系統中參數所起的作用以及它們之間微妙的交互作用。其中，拋光墊的物 理化學等性能在 CMP 工藝中發揮了重要的作用。 http://www.fyeahblog.com/chaogufangfa/181485.html