化學機械拋光（CMP）是一種還不足20年歷史的技術,它由IBM公司于1980年代中期開發(fā)出來的。利用這種技術可以使多層SiO2介質（SiO2InterlevelDielectric,ILD）平面化,使多于三層的金屬層能集成在一起,實現(xiàn)高密度連線。這種技術源于硅的拋光工藝。利用了CMP工藝,使隨后的多層結構能在一個近乎平坦的平面上進行制備。最初CMP技術的應用是使ILD平面化,隨后很快在半導體集成電路的跨層結構上得到了應用,主要在生產線上的后兩步工藝上應用
化學機械拋光（
CMP）是一種還不足20年歷史的技術,它由
IBM公司于1980年代中期開發(fā)出來的。利用這種技術可以使多層SiO2介質（SiO2 Inter level Dielectric,
ILD）平面化,使多于三層的金屬層能集成在一起,實現(xiàn)高密度連線。這種技術源于硅的拋光工藝。利用了CMP工藝,使隨后的多層結構能在一個近乎平坦的平面上進行制備。
最初CMP技術的應用是使ILD平面化,隨后很快在半導體集成電路的跨層結構上得到了應用,主要在生產線上的后兩步工藝上應用。在鎢的填充孔和淺層隔離槽（Shallow Trench Isolations）上用CMP技術能使低電阻率的Cu取代Al作連線用。因為銅目前還沒有實用的腐蝕技術。用這種技術可以先在淺槽內淀積Cu,然后進行平面化處理,使Cu保留在槽內,形成Cu的連線。這種技術稱為銅的嵌入式工藝。
CMP技術來源于硅片拋光工藝。它所用的設備和材料如拋光機、拋光布、拋光液等都與硅片拋光用的設備、材料等相似。從1980年代以來,設備和
其它材料的消耗量得到了快速的增長。
對于SiO2的拋光而言,最初的消耗材料是拋光液和拋光布。這種拋光液是一種基本溶液中含一定量的二氧化硅顆粒,而拋光布是一種兩層結構的拋光布,它的最上層是一種聚氨脂類的材料,而下層是氈層結構的氈制層。最初的拋光機是由旋轉的壓平盤和由旋轉的帶片器構成,旋轉的壓平盤和帶片器的面朝下,面對著拋光布。拋光布的表面是經過粗糙化處理的,還帶一個拋光工藝條件控制工具。拋光布在整面上都是研磨面。另外,早期的拋光機有第二個壓平盤,把片子壓在柔軟的人造革拋光布上,以消除拋光液顆粒和其它缺陷。
對于拋光別的IDL結構而言,要用不同的拋光液。在拋光鎢層或別的金屬層時,拋光工藝要分為兩步,第一步是先在整個金屬層表面上生長一層氧化層,然后把它磨掉（拋光掉）。粗拋布和粗拋液的顆粒把最厚的氧化層先磨掉,這樣金屬表面便露出來了,接著再生長一層氧化層。要選用適當?shù)慕饘賿伖庖?使這一氧化過程有自我限制作用,使這一氧化過程在磨出來的表面上自動停止下來,如果將這種工藝繼續(xù)下去,金屬層就會完全被拋光掉,達到平面化的目的。
在特定應用中,需要某些材料的去除速率較慢。如在對
STI結構的拋光中,對Si3N4的去除速率比對SiO2的去除速率要慢得多。在使用CMP技術時,即使拋光機在繼續(xù)旋轉,拋光到金屬層時,就會停止下來。用這樣的系統(tǒng)進行拋光時,氮化物的厚度能得到嚴格的控制。一般來說,拋光液可以進行設計,可以設計成有選擇性的拋光液,這樣的拋光液有廣泛的用途。已經可以買到
多種金屬拋光液,包括多晶硅拋光液和STI拋光液。
