CMP化学机械抛光Slurry的蜕与进
cmp工作原理
cmp工作原理
CMP的工作原理是纳米磨料和化学试剂的有机结合。
CMP是化学机械抛光，是集成电路制造过程中实现晶圆表面平坦化的
关键工艺。旋转的晶圆以一定的压力压在旋转的抛光垫上做相对运动，
借助纳米磨料的机械研磨作用与各类化学试剂的化学作用之间的高
度有机结合来实现平坦化要求。这一过程中应用到的就是CMP设备，
所需的材料主要包括抛光液和抛光垫。
半导体cmp工艺
半导体cmp工艺
半导体CMP工艺是指半导体制造过程中的一种重要工艺，全称为化学机械抛光（Chemical Mechanical Planarization，简称CMP）。
其目的是通过磨料颗粒机械摩擦和化学反应的双重作用，将半导体表面微不足道地去除一层薄膜，以达到平整化、镜面化的目的。
CMP工艺具有非常广泛的应用，可以用于晶圆制备、化合物半导体器件加工、光学器件制造等领域。
半导体CMP工艺最核心的部分是机械抛光机。
一般来说，机械抛光机包括一个圆形工件，它与一个运动的抛光盘进行摩擦。
抛光盘同时也有一个旋转中心，通常与工件的旋转中心重合。
工件在抛光盘上进行旋转，旋转方向与抛光盘相反。
抛光盘快速旋转，使得机械磨料和化学液体均匀分布在工件表面，并在高压力下与工件表面摩擦，将表面的不平整部分磨平。
同时，化学液体中的酸碱物质可以针对不同的化合物进行反应，达到减少表面受损、提高表面平整度的效果。
半导体CMP工艺在半导体器件加工中的应用非常广泛。
例如，CMP可以在多晶硅上去除非常细微的污染物，并使表面变得更具平整、镜面化。
这可以有效提高器件的性能和可靠性。
在金属线路上也可以使用CMP工艺。
由于金属线路很细并且越来越小，无法逐个进行加工，CMP抛光机可以在一次过程中完成大面积的金属线路平整化加工，减少单元面积上的电阻，并提高芯片的可靠性和性能。
CMP工艺在化合物半导体器件加工中也有广泛的运用。
在低温生长的GaAs器件中，表面通常存在许多缺陷和杂质，这会严重影响器件的性能。
通过使用CMP工艺，可以将表面上所有的缺陷和杂质去除，从而保证器件的性能和质量。
硅的cmp抛光技术
硅的cmp抛光技术
硅的CMP抛光技术，全称为化学机械抛光技术，是半导体晶片表面加工的
关键技术之一。
这种技术利用化学腐蚀和机械力对加工过程中的硅晶圆或其它衬底材料进行平坦化处理。
CMP设备包括抛光、清洗、传送三大模块，
其作业过程中，抛光头将晶圆待抛光面压抵在粗糙的抛光垫上，借助抛光液腐蚀、微粒摩擦、抛光垫摩擦等耦合实现全局平坦化。
此外，单晶硅片制造过程和前半制程中也需要多次用到化学机械抛光技术。
与先前普遍使用的机械抛光相比，化学机械抛光能使硅片表面变得更加平坦，并且还具有加工成本低及加工方法简单的优势，因而成为目前最为普遍的半导体材料表面平整技术。
由于目前集成电路元件普遍采用多层立体布线，集成电路制造的前道工艺环节需要进行多层循环。
在此过程中，需要通过CMP工艺实现晶圆表面的平
坦化。
集成电路制造是CMP设备应用的最主要的场景，重复使用在薄膜沉
积后、光刻环节之前。
以上信息仅供参考，如有需要，建议查阅CMP技术相关论文或咨询专业人士。
cmp 抛光术语
cmp 抛光术语
CMP 抛光是机械削磨和化学腐蚀的组合技术，全称为 Chemical Mechanical Polishing，也称 Chemical Mechanical Planarization，即化学机械抛光或化学机械平坦化。
CMP 抛光与传统的纯机械或纯化学的抛光方法不同，它是由化学作用和机械作用两方面协同完成的。
在传统抛光方法中，机械抛光研磨一致性好，表面平整度高，但容易出现表面层损伤，表面粗糙度比较高；化学抛光表面精度高、损伤低、完整性好，但研磨速率较慢，材料去除效率较低，不能修正表面精度，研磨一致性比较差。
而 CMP 抛光采用机械摩擦与化学腐蚀相结合的工艺，二者交替进行，最终完成工件的抛光。
CMP 抛光主要应用在半导体制程中，晶圆在制造过程中不断经过沉积、曝光、显影、蚀刻，而推砌出一层层的微电路，每一层就会利用 CMP 抛光方式让表面平坦，从而提高积体电路的品质。
化学机械抛光技术及其应用
化学机械抛光技术及其应用随着现代制造业的快速发展，要求物品表面的质量越来越高。
化学机械抛光技术 (CMP)便应运而生，已经成为了当今制造业中必不可少的一种技术。
本文将为您介绍CMP的原理、影响因素、制备流程、应用及未来发展趋势。
一、原理CMP是一种通过采用化学物质和磨料相结合进行机械抛光的技术。
CMP通常涉及到多步处理，其中含有化学反应的步骤是至关重要的。
在了解CMP过程的原理之前，有几个基本概念需要先了解一下。
磨料和抛光垫是CMP操作中的两个重要组成部分。
磨料是一种坚硬且可用作研磨介质的微粒，通常由石英、二氧化硅、氧化铝和氮化硅等材料制成。
不同类型的磨料适用于不同类型的 CMP 过程。
抛光垫则是放置在抛光机内，用于支撑并带动涂层片材的承载面。
CMP过程中，抛光垫会与涂层片材接触，并受到一定的压力。
同时，抛光垫上涂有一层抛光液体是由含有稳定剂、缓蚀剂、防泡剂、表面活性剂等重要组成部分的溶液混合而成。
抛光液体的主要作用是将磨料中的氧化铝或氮化硅或二氧化硅等无机纳米颗粒溶解，产生各种络合离子，从而形成化学反应抛光液。
CMP液具有清除氧化物、甲醛和有机污染物、降低不良缺陷率、提高复杂性和增强电子器件表面平整度等特点。
CMP过程中，抛光垫和磨料相互作用、摩擦产生的热量引发化学反应，这种反应会形成发生化学反应的物种。
这些物种通常包括金属络合物、稳定剂、和表面活性剂。
二、影响因素在执行CMP过程时，有几个参数可能对抛光结果产生很大的影响，如下所述。
1. 抛光压力CMP操作过程中的抛光压力非常重要。
试验结果表明，如果抛光压力过大，那么会对整个 CMP 操作造成负面影响，例如导致表面结构劣化。
过低的压力也可能会导致不良缺陷和几何形状的不稳定性。
2. 磨料选择合适的磨料是 CMP 操作成功的关键。
不同类型的 CMP 操作通常涉及到不同类型的磨料。
根据物理特性和机械特性，可选择不同磨料来完成CMP操作，例如石英、二氧化硅、氮化硅等。
cmp化学机械抛光用途
cmp化学机械抛光用途
CMP（化学机械抛光）技术是一种用于半导体制造和微电子工艺中的表面平整化处理方法。
它结合了化学腐蚀和机械磨削的作用，能够在纳米级别上实现材料表面的平整度。
CMP技术在以下几个方面有广泛的应用：
1.硅片制造：在硅片制造过程中，CMP技术用于去除硅片表面的杂质和凸凹，以获得平整的表面。
这一过程对于后续的集成电路制造和封装至关重要。
2.集成电路制造：在IC制造过程中，CMP技术被用于氧化扩散、化学气相沉积、溅镀和保护层沉积等环节。
它能够有效地去除薄膜层之间的杂质和不平整度，提高芯片的性能和可靠性。
3.先进封装：CMP技术在先进封装领域也有广泛的应用，如倒装芯片封装、三维封装等。
通过CMP技术，可以实现高平整度的封装表面，提高封装效率和可靠性。
4.测试与分析：在半导体器件的测试和分析过程中，CMP技术可以用于制备样品表面，以获得精确的测试结果。
5.其他领域：CMP技术还应用于光电子器件、太阳能电池、发光二极管等领域。
在这些领域，CMP技术可以提高器件的性能和可靠性，降低生产成本。
总之，CMP技术在半导体和微电子行业中发挥着重要作用，为高性能集成电路和高品质封装提供了关键的表面处理手段。
随
着半导体技术的不断发展，CMP技术在我国的研究和应用将越来越广泛。
化学机械抛光液(CMP)氧化铝抛光液具
化学机械抛光液（CMP）氧化铝抛光液一、行业的界定与分类 (2)（一）化学机械抛光 (2)1、化学机械抛光概念 (2)2、CMP工艺的基本原理 (2)3、CMP技术所采用的设备及消耗品 (2)4、CMP过程 (2)5、CMP技术的优势 (2)（二）化学机械抛光液 (3)1、化学机械抛光液概念 (3)2、化学机械抛光液的组成 (3)3、化学机械抛光液的分类 (3)4、CMP过程中对抛光液性能的要求 (3)（三）化学机械抛光液的应用领域 (3)二、原材料供应商 (4)三、化学机械抛光液行业现状 (4)（一）抛光液行业现状 (4)1、国际市场主要抛光液企业分析 (4)2、我国抛光液行业运行环境分析 (4)3、我国抛光液行业现状分析 (5)4、我国抛光液行业重点企业竞争分析 (5)（二）抛光液行业发展趋势 (5)（三）抛光液行业发展的问题 (5)四、需求商 (6)（一）半导体硅材料 (6)1、电子信息产业介绍 (6)2、半导体硅材料的简单介绍 (6)（二）分立器件行业 (7)（三）抛光片 (8)化学机械抛光液行业研究一、行业的界定与分类（一）化学机械抛光1、化学机械抛光概念化学机械抛光（英语：Chemical-Mechanical Polishing，缩写CMP），又称化学机械平坦化（英语：Chemical-Mechanical Planarization），是半导体器件制造工艺中的一种技术，用来对正在加工中的硅片或其它衬底材料进行平坦化处理。
2、CMP工艺的基本原理基本原理是将待抛光工件在一定的下压力及抛光液(由超细颗粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液)的存在下相对于一个抛光垫作旋转运动,借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除,并获得光洁表面。
3、CMP技术所采用的设备及消耗品主要包括，抛光机、抛光液、抛光垫、后CMP清洗设备、抛光终点检测及工艺控制设备、废物处理和检测设备等，其中抛光液和抛光垫为消耗品。
化学机械抛光(CMP)技术、设备及投资概况
化学机械抛光（CMP）技术、 设备及投资概况
Overview of CMP technology, equipment and investment
作者/李丹 赛迪顾问 集成电路产业研究中心高级分析师 （北京 100048）
摘要：分析了CMP设备技术、设备供应商及投资要点。 关键词：CMP；设备；投资
1.2 CMP抛光工艺技术原理 CMP从概念上很简单，但纳米级CMP其实是一项
很复杂的工艺。在晶圆表面堆叠的不同薄膜各自具有 不同的硬度，需以不同的速率进行研磨。这可能会导 致“凹陷”现象，也就是较软的部分会凹到较硬材料 的平面之下。区别于传统的纯机械或纯化学的抛光方 法，CMP通过化学的和机械的综合作用，最大程度减 少较硬材料与较软材料在材料损伤和由单纯 化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一 致性差等缺点。
CMP在二十世纪90年代中期真正开始起飞，当时 半导体业希望用导电速度更快的铜电路取代铝电路， 来提高芯片的性能。铝互连线的制作是先沉积一层金 属层，然后再用反应性气体把不要的部分腐蚀掉，铜 金属层无法使用这种方法轻易去除，因此开发出了铜 CMP 技术。今天生产的每一块微处理器都使用铜连 线，而CMP设备更是任何芯片制造商不可或缺的必备 工具。CMP工艺在芯片制造中的应用包括浅沟槽隔离 平坦化（STI CMP）、多晶硅平坦化（Poly CMP）、 层间介质平坦化（ILD CMP）、金属间介平坦化 （IMD CMP）、铜互连平坦化（Cu CMP）。
1 CMP设备技术概况
1.1 CMP工艺技术发展进程 化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，
CMP)技术的概念是1965年由Monsanto首次提出，该 技术最初是用于获取高质量的玻璃表面，如军用望远 镜等。CMP工艺由 IBM 于1984年引入集成电路制造 工业，它首先用于后道工艺金属间绝缘介质（IMD） 层的平坦化，之后用于金属钨(W）的平坦化，随后又 用于浅沟槽隔离（ST）和铜(Cu)的平坦化。整个CMP 工艺只要短短的30秒就能完成，包括退出CMP系统前 的研磨后清洁（对晶圆进行洗涤、冲洗和干燥）。所 有这些工序整合到一起，可实现极佳的平坦度。
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CMP Sluｒrｙ的蜕与进
岳飞曾说：“阵而后战，兵法之常,运用之妙，存乎一心。”意思是说,摆好阵
势以后出战，这是打仗的常规，但运用的巧妙灵活，全在于善于思考。正是凭此
理念，岳飞打破了宋朝对辽、金作战讲究布阵而非灵活变通的通病,屡建战功。
如果把化学机械抛光 （CＭP，Chemical Ｍｅcｈａｎical Poliｓhiｎg)的全
套工艺比作打仗用兵,那么CMP工艺中的耗材,特别是slurｒy的选择无疑是“运
用之妙”的关键所在。
“越来越平”的ＩC制造ﻭ2006年，托马斯•弗里德曼的专著《世界是平的》论
述了世界的“平坦化”大趋势,迅速地把哥伦布苦心经营的理论“推到一边”。对于
ＩC制造来说，“平坦化”则源于上世纪80年代中期CＭP技术的出现。
ＣＭP工艺的基本原理是将待抛光的硅片在一定的下压力及sｌuｒrｙ（由超细
颗粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液）的存在下相对于一个抛光垫作旋转
运动,借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面材料的去
除,并获得光洁表面（图1)。
19８８年IＢＭ开始将CＭP工艺用于4Ｍ DRＡM器件的制造,之后各种逻辑电
路和存储器件以不同的发展规模走向CＭＰ。CMP将纳米粒子的研磨作用与氧
化剂的化学作用有机地结合起来,满足了特征尺寸在0.35μm以下的全局平坦化
要求。目前，CMP技术已成为几乎公认的惟一的全局平坦化技术，其应用范围
正日益扩大。
目前,CＭP技术已经发展成以化学机械抛光机为主体，集在线检测、终点检测、
清洗等技术于一体的CMＰ技术,是集成电路向微细化、多层化、薄型化、平坦
化工艺发展的产物。同时也是晶圆由20０mｍ向300ｍm乃至更大直径过渡、
提高生产率、降低制造成本、衬底全局平坦化所必需的工艺技术。
Ｓlurｒy的发展与蜕变ﻭ“CMＰ技术非常复杂，牵涉众多的设备、耗材、工艺
等，可以说ＣMP本身代表了半导体产业的众多挑战。”安集微电子的CEＯ王淑
敏博士说,“主要的挑战是影响ＣMＰ工艺和制程的诸多变量,而且这些变量之间
的关系错综复杂。其次是ＣMP的应用范围广,几乎每一关键层都要求用到CMP
进行平坦化。不同应用中的研磨过程各有差异,往往一个微小的机台参数或耗材
的变化就会带来完全不同的结果，slurｒy的选择也因此成为CMP工艺的关键
之一。”
CＭP技术所采用的设备及消耗品包括：抛光机、slurｒy、抛光垫、后CMP清
洗设备、抛光终点检测及工艺控制设备、废物处理和检测设备等。其中ｓluｒr
y和抛光垫为消耗品。Pｒａｘａir的研发总监黄丕成博士介绍说，一个完整的
ＣMP工艺主要由抛光、后清洗和计量测量等部分组成。抛光机、sｌuｒry和
抛光垫是CMP工艺的3大关键要素,其性能和相互匹配决定CMP能达到的表面
平整水平（图2）。
Ｓlurrｙ是ＣＭP的关键要素之一，其性能直接影响抛光后表面的质量。Ｓｌu
ｒry一般由超细固体粒子研磨剂（如纳米级SiO2、Ａl2O3粒子等)、表面活性
剂、稳定剂、氧化剂等组成。固体粒子提供研磨作用，化学氧化剂提供腐蚀溶解
作用。影响去除速度的因素有：slurrｙ的化学成分、浓度；磨粒的种类、大小、
形状及浓度;slｕｒrｙ的粘度、pH值、流速、流动途径等。Slｕｒry的精确混
合和批次之间的一致性对获得硅片与硅片、批与批的重复性是至关重要的，其质
量是避免在抛光过程中产生表面划痕的一个重要因素。
Cabｏｔ Microelectronｉｃs的亚太地区研发总监吴国俊博士介绍说,抛光不
同的材料所需的ｓlurry组成、pＨ值也不尽相同，最早也是最成熟的是氧化物
研磨用sｌurry。用于氧化物介质的一种通用sｌｕrry是含超精细硅胶颗粒（均
匀悬浮)的碱性氢氧化钾(ＫＯH）溶液，或氢氧化胺(NＨ4ＯH)溶液。ＫＯH类
slurry由于其稳定的胶粒悬浮特性,是氧化物CMP中应用最广的一种slurrｙ。
K+离子是一种可移动的离子玷污,非常容易被互连氧化层,如硼磷硅玻璃（BＰS
G）俘获。NＨ4OＨ类的ｓｌurrｙ没有可动离子玷污,但它的悬浮特性不稳定,
并且成本较高。此类slｕrry的pＨ值通常为10-11，其中的水含量对表面的水
合作用和后面的氧化物平坦化至关重要。
在金属钨(W)的CMP工艺中,使用的典型ｓlurry是硅胶或悬浮Ａl２O3粒子的
混合物,溶液的pＨ值在5.0～6.5之间。金属的CMP大多选用酸性条件，主要
是为了保持较高的材料去除速率。一般来说，硅胶粉末比Ａｌ2O３要软，对硅
片表面不太可能产生擦伤,因而使用更为普遍。WCMP使用的slurｒy的化学成
分是过氧化氢(H2O２）和硅胶或Aｌ2O3研磨颗粒的混合物。抛光过程中,H2
O２分解为水和溶于水的O2,O2与Ｗ反应生成氧化钨（WＯ3)。WO3比W软，
由此就可以将W去除了。
Slｕrrｙ研究的最终目的是找到化学作用和机械作用的最佳结合，以致能获得去
除速率高、平面度好、膜厚均匀性好及选择性高的ｓlurry。此外还要考虑易清
洗性、对设备的腐蚀性、废料的处理费用及安全性等问题。与二十多年前相比,