晶圓需要平坦化主要出于以下考慮:
首先,晶圓在制造過(guò)程中涉及多道工藝步驟,如光刻、腐蝕、沉積等。如果晶圓表面不平坦,這些工藝步驟可能無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行,導(dǎo)致制造質(zhì)量下降。平坦化可以確保各道工藝步驟的準(zhǔn)確性和一致性。
其次,晶圓表面的平坦度對(duì)器件性能有直接影響。在微電子器件中,平坦的晶圓表面可以提供更好的電子遷移性能和更低的電阻,減少電子器件中的損耗和噪聲。
為了滿足生產(chǎn)中的平坦化需求,尤其是光刻過(guò)程中晶圓表面極致的平坦要求,晶圓制造過(guò)程中采用了多種工藝方法。具體涵蓋以下幾種:
機(jī)械研磨和拋光:通過(guò)機(jī)械力和磨料將晶圓表面的高點(diǎn)磨平,使其變得平整。晶圓會(huì)與研磨盤接觸并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、摩擦,以去除表面凸起的不平坦性。
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP):一種結(jié)合化學(xué)溶液和機(jī)械磨損的工藝。CMP過(guò)程中,晶圓被放置在旋轉(zhuǎn)的研磨盤上,上面涂有一層特殊的拋光液。拋光液中含有化學(xué)物質(zhì)和磨料顆粒,通過(guò)機(jī)械磨損和化學(xué)反應(yīng),可以同時(shí)去除晶圓表面的不平坦性。CMP工藝結(jié)合了機(jī)械拋光和化學(xué)拋光的優(yōu)點(diǎn),既可獲得較為完美的表面,又可得到較高的拋光速率,得到的平整度比其他方法高兩個(gè)數(shù)量級(jí)。
綜上所述,晶圓平坦化是半導(dǎo)體制造過(guò)程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié),通過(guò)上述工藝方法的應(yīng)用,可以確保晶圓表面的平坦度,提高制造質(zhì)量和器件性能。
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