CMP設(shè)備，即化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備，是半導(dǎo)體制造過(guò)程中不可或缺的關(guān)鍵工藝裝備。以下是對(duì)CMP設(shè)備的詳細(xì)介紹：
一、CMP設(shè)備的基本功能與原理
CMP設(shè)備通過(guò)化學(xué)腐蝕與機(jī)械研磨的協(xié)同配合作用，去除晶圓表面多余的材料，實(shí)現(xiàn)全局納米級(jí)平坦化。這種全局平整落差在5nm以?xún)?nèi)的超高平整度，是保障后續(xù)光刻工藝套刻精度和多層金屬互聯(lián)高質(zhì)量實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。CMP設(shè)備集合了多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，如摩擦學(xué)、表/界面力學(xué)、分子動(dòng)力學(xué)、精密制造、化學(xué)化工、智能控制等，使得其成為集成電路制造設(shè)備中較為復(fù)雜且研制難度較大的一種1。
二、CMP設(shè)備的核心構(gòu)成
CMP設(shè)備的核心包括拋光部分和清洗部分：
拋光部分：由拋光頭和研磨盤(pán)組成。拋光頭吸附晶圓并施加壓力，研磨盤(pán)帶動(dòng)拋光墊旋轉(zhuǎn)，通過(guò)化學(xué)腐蝕和機(jī)械研磨的結(jié)合，去除晶圓表面多余材料。
清洗部分：通過(guò)清洗刷和供液系統(tǒng)去除拋光后的顆粒和污染物，保證晶圓潔凈2。
三、CMP設(shè)備的分類(lèi)
CMP設(shè)備按照被拋光材料種類(lèi)進(jìn)行分類(lèi)，主要包括：
襯底CMP：主要針對(duì)硅材料以及藍(lán)寶石、化合物半導(dǎo)體等。
金屬層CMP：涉及Al/Cu金屬互聯(lián)層、Ta/Ti/TiN/TiNxCy等擴(kuò)散阻擋層、粘附層。
介質(zhì)CMP：包括SiO2/BPSG/PSG等ILD（層間介質(zhì)），SI3N4/SiOxNy等鈍化層、阻擋層3。
此外，CMP設(shè)備還根據(jù)應(yīng)用端需求，分為8英寸CMP設(shè)備、12英寸CMP設(shè)備和6/8英寸兼容CMP設(shè)備34。
四、CMP設(shè)備的關(guān)鍵性能指標(biāo)
在選購(gòu)CMP設(shè)備時(shí)，需關(guān)注其關(guān)鍵性能指標(biāo)，以確保設(shè)備能夠滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。這些指標(biāo)包括：
研磨速率：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)晶圓表面材料被研磨的總量，直接影響生產(chǎn)效率。
研磨均勻性：分為片內(nèi)均勻性和片間均勻性，直接關(guān)系到芯片的成品率和性能。
缺陷量：主要缺陷包括表面顆粒、表面刮傷、研磨劑殘留等，將直接影響產(chǎn)品的成品率3。
五、CMP設(shè)備的應(yīng)用與發(fā)展
CMP設(shè)備在半導(dǎo)體制造中扮演著至關(guān)重要的角色，隨著線寬越來(lái)越小、層數(shù)越來(lái)越多，對(duì)CMP的技術(shù)要求也越來(lái)越高。在先進(jìn)制程集成電路的生產(chǎn)過(guò)程中，每一片晶圓都會(huì)經(jīng)歷幾十道的CMP工藝步驟。同時(shí)，CMP設(shè)備市場(chǎng)也呈現(xiàn)出高度壟斷的狀態(tài)，主要由美國(guó)應(yīng)用材料和日本荏原兩家設(shè)備制造商占據(jù)。然而，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的支持，本土CMP設(shè)備廠商正積極布局，尋求國(guó)產(chǎn)替代的機(jī)遇4。
綜上所述，CMP設(shè)備作為半導(dǎo)體制造過(guò)程中的關(guān)鍵工藝裝備，其重要性不言而喻。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷發(fā)展，CMP設(shè)備將迎來(lái)更加廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。
