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芯片的“打磨师傅”:CMP
半导体芯闻· 2025-08-04 18:37
CMP技术在芯片制造中的关键作用 - CMP(化学机械研磨)是芯片制造中不可或缺的关键工序,负责将晶圆表面打磨平滑以确保后续制程精准进行[2] - CMP同时利用化学反应软化表层材料和机械抛光刮除凸起,通过旋转抛光垫和研磨液的协同作用实现表面平坦化[2] - 每完成一层芯片结构堆叠后必须进行CMP处理,类比建筑地坪工程对摩天大楼稳定性的作用[2] CMP在芯片制造流程中的具体应用场景 - 绝缘层平坦化:用于浅沟槽隔离(STI)结构中氧化层多余部分的磨除[4] - 金属层平坦化:处理导线间接触孔/通孔填充金属(钨/铜)后的表面修整[4] - 多层制程过渡:在每层介电层或金属层沉积后恢复表面平整度[4] CMP核心耗材与供应链格局 - 研磨液(slurry)是关键耗材,其品质直接影响晶圆表面光洁度[4] - 高阶CMP研磨液供应被国际大厂垄断,主要供应商包括美国Cabot Microelectronics、DuPont及日本Fujimi、Showa Denko[4] - 研磨液配方需综合考量化学试剂、pH调节剂和研磨颗粒的配比协同[4] 研磨颗粒技术分类与特性 - 二氧化矽(Silica-based)颗粒:表面特性与去除选择性的平衡[5][6] - 氧化铝(Alumina-based)颗粒:硬度差异带来的研磨效率变化[5][6] - 氧化铕(Ceria-based)颗粒:针对特定材料的精密研磨需求[5][6] CMP技术面临的挑战与发展方向 - 精度控制难题:过度研磨导致线路损伤与研磨不足影响平坦度[6] - 纳米级制程适配:低介电常数材料(low-k)等脆弱材料的研磨保护[6] - 创新解决方案:开发新型研磨液/抛光垫、引入AI实时监控系统提升工艺稳定性[6]