最後更新:2026年10月8日清洗晶圓清洗

CMP 後清洗(Post-CMP Cleaning)是什麼

Post-CMP Cleaning

CMP 後清洗是在 CMP 之後立即去除晶圓表面殘留研磨液、研磨碎屑與金屬離子的清洗製程。磨粒與表面的交互作用強,單純沖洗無法去除,因此需結合 PVA 刷的物理力,以及使微粒與表面的界達電位同號而靜電相斥的藥液。由於乾燥後會固著,研磨後保持濕潤狀態交給下一製程是基本原則。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

CMP 後清洗是在 CMP(化學機械研磨)之後立即從晶圓表面去除殘留研磨液與研磨碎屑的清洗製程。CMP 是一面大量供應奈米尺寸磨粒一面研磨的製程,研磨結束時晶圓表面覆蓋著磨粒、被削下的金屬離子以及研磨墊的磨耗碎屑。若無法確實去除,CMP 所得到的平坦性本身就會轉變為缺陷。

困難之處在於去除對象是「以化學方式附著的無機奈米粒子」。二氧化矽或氧化鈰磨粒與晶圓表面有很強的交互作用,單純沖洗無法剝除。因此,結合 PVA 刷的物理刮除,以及控制微粒與表面帶電狀態的藥液(使界達電位同號而靜電相斥),是基本策略。

藥液依研磨對象區分使用。氧化膜 CMP 後,以稀氨水等鹼性藥液使微粒與表面都帶負電而相斥;銅 CMP 後,則以含檸檬酸等錯合劑的藥液使銅離子溶解,同時去除苯并三唑(BTA)等腐蝕抑制劑的殘留物。銅表面為避免腐蝕與碟形凹陷(dishing)再度發生,pH 與氧化劑的管理特別嚴格。

處理一般在整合於 CMP 設備中的清洗模組進行,研磨、刷洗、Megasonic 或二流體清洗、沖洗到乾燥,全部在1台設備內完成。之所以採用研磨後讓晶圓保持濕潤狀態交給下一製程的「濕式交接(wet handoff)」,是因為一旦乾燥,殘留研磨液就會固著而再也無法去除。

若 CMP 後清洗不充分,殘留磨粒會在後續薄膜沉積中造成孔洞(void)或附著不良,殘留金屬離子則會在絕緣膜中擴散,引發漏電或可靠度不良。這就是為什麼有人說 CMP 的良率不僅取決於研磨本身,也取決於這道善後處理的品質。

CMP 後清洗(Post-CMP Cleaning)的常見問題

為什麼 CMP 後清洗很困難?
因為去除對象是以化學方式附著的無機奈米粒子。二氧化矽或氧化鈰磨粒與晶圓表面有很強的交互作用,單純沖洗無法剝除,因此需結合 PVA 刷的物理力,以及使微粒與表面的界達電位同號而靜電相斥的藥液。
為什麼 CMP 後要讓晶圓保持濕潤狀態傳送?
因為一旦乾燥,殘留研磨液就會固著於表面而再也無法去除。因此採用從研磨到清洗都讓晶圓保持濕潤狀態交接的「濕式交接」,CMP 設備內整合清洗模組也是基於這個原因。
清洗不充分會發生什麼事?
殘留磨粒會在後續薄膜沉積中造成孔洞或附著不良,殘留金屬離子則會在絕緣膜中擴散,引發漏電流或可靠度不良。也有人說 CMP 的良率與其說取決於研磨本身,不如說取決於這道善後處理的品質。

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