化学-机械抛光已广泛用于半导体晶片制造的各个步骤,平整各种形式的不规则的表面形态。如在制造现代半导体集成电路时,需要形成导电线路,或在以前形成的结构上面形成其他类型的新电路。然而以前形成的结构常常在硅晶片的表面上留下很不规整的、崎岖不平的凸峰、凹坑和沟槽等。这种不规整性会引起以后沉积层不能完全覆盖在晶片的表面上,并造成沉积材料的破裂。这种不规整性若不及时消除,沉积后的表面会变得更加不规则,从而引起更多的问题,如在进一步加工半导体过程中会出现不规则层的堆积等。
当这些沉积出现不规整时,会产生许多不希望的特性。这些特性取决于材料的类型及它们将来的用途。在绝缘氧化层上的不完全授盖会导致金属化层间的短路。而空洞的存在会包存空气和工艺过程中使用的气体,而降低整个器件的可靠性。在导体上的尖锐处也可能引起反常的、不希望的场效应。总之,在不规整性结构上加工高密度线路时会导致非常差的完好率或器件的性能。因此,为了使多层集成电路的加工变得容易,以及提高产品的性能、可靠性和完好率,集成电路结构的平整化是非常重要的。实际上,现在所有的高密度集成电路制造技术都采用某种方式的抛光方法,以得到非常平滑的结构。
半导体晶片的超声化学-机械抛光是美国的LSI Logic Corporation公司开发的新技术,并于1993年9月获得了美国专利,其专利号是“5245790”。这种抛光设备的主要部件是一个装有多个抛光衬垫的转动平台106(见图5-5)。它固定在一个旋转轴上,可带动平台连续转动。转动平台上方固定了两个碟形抛光衬垫(102和108),每个碟形抛光衬垫的底座上都有一个层状的压敏的能量转换器(110和104),它可以接受安装在转动平台下方的能量转换器250传来的超声能而使衬垫产生超声振动。具有化学与机械抛光功能的浆料由专用磨料供应器(114)通过输送管道n6输送到碟形垫上,硅片即可在碟形垫上进行超声化学-机械抛光,从而获得极其光亮的晶片表面。




