CMP的平坦化机理是什么

科技   2024-11-24 17:02   江西  

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双大马士革工艺(Dual-Damascene)是一种用于制造集成电路中的金属互连线的工艺技术。它是大马士革工艺的进一步发展,通过在同一工艺步骤中同时形成通孔和沟槽,并在其中填充金属,实现了金属互连线的一体化制造。

为什么叫大马士革?
大马士革(Damascene)这座城市是叙利亚首都,而大马士革刀剑以其锋利,纹理的精美而著称。其中需要用到一种镶嵌工艺:首先,在大马士革钢的表面上雕刻出所需的图案,将预先准备好的材料紧密地镶嵌到雕刻出的凹槽中,完成镶嵌后,表面可能会有些不平整。工匠会仔细打磨,确保整体的光滑。而这个过程就是芯片的双大马士革工艺的雏形嘛。先在介电层中刻出凹槽或孔,然后在其中填充金属。填充后,多余的金属会被cmp去除。
双大马士革工艺的主要步骤包括:
  • 沉积介电层:在半导体晶圆上沉积一层介电材料,如二氧化硅(SiO₂)。

  • 光刻定义图形:使用光刻技术在介电层上定义出通孔和沟槽的图形。

  • 刻蚀:通过干法或湿法刻蚀工艺,将通孔和沟槽的图形转移到介电层中。

  • 沉积金属:在通孔和沟槽中沉积金属,如铜(Cu)或铝(Al),以形成金属互连线。

  • 化学机械抛光:对金属表面进行化学机械抛光,以去除多余的金属并平坦化表面。
与传统的金属互连线制造工艺相比,双大马士革工艺具有以下优点:
  • 简化工艺步骤:通过在同一工艺步骤中同时形成通孔和沟槽,减少了工艺步骤和制造时间。

  • 提高制造效率:由于减少了工艺步骤,双大马士革工艺可以提高制造效率,降低生产成本。

  • 改善金属互连线的性能:双大马士革工艺可以实现更窄的金属互连线,从而提高电路的集成度和性能。

  • 降低寄生电容和电阻:通过使用低介电常数的介电材料和优化金属互连线的结构,可以降低寄生电容和电阻,提高电路的速度和功耗性能。


来源:晶格半导体知识

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