CMP 設備是什麼

CMP（Chemical Mechanical Planarization：化學機械研磨）設備結合化學作用與機械研磨，將晶圓表面的凹凸平坦化至奈米等級，是前段製程的核心設備。在多層內連線、STI（淺溝槽隔離）、銅鑲嵌導線、TSV 形成等各種堆疊製程中，提供「供下一道製程使用的平坦表面」。由於直接關係到曝光製程的焦深管理，CMP 精度對晶片效能與良率影響甚鉅。300mm 量產線以應用材料（Applied Materials，Reflexion）與荏原製作所（EBARA，F-REX）2 家為主，其次為東京精密（ACCRETECH）、KCTech 等。

細分類 6 類

主要細分類

•金屬 CMP 設備
•氧化層 CMP 設備
•研磨墊修整器（Pad Conditioner）
•CMP 後清洗設備
•STI 製程 CMP 設備
•研磨液供應・回收設備

重點整理

CMP＝透過化學（研磨液藥液）與機械（研磨墊）的複合作用使表面平坦化

適用製程：STI（淺溝槽隔離）、閘極、層間介電層、Cu 導線、TSV、阻障金屬

研磨液的選擇左右研磨速率、選擇比與缺陷——氧化膜用、金屬用、阻障層用各不相同

以研磨墊修整（鑽石碟）持續維持研磨墊的表面粗糙度

主要設備廠商為應用材料（Reflexion）與荏原製作所（F-REX）。研磨液與研磨墊則由材料廠商另行供應

常見問題

什麼是 CMP 設備？

CMP（Chemical Mechanical Polishing：化學機械研磨）設備是以研磨液與研磨墊的組合，透過化學與機械作用將晶圓表面平坦化的設備。對採用多層內連線結構的先進元件製造而言，是不可或缺的製程。

CMP 設備用於哪些製程？

主要用於層間介電層的平坦化、銅導線的鑲嵌形成、STI（淺溝槽隔離）形成後的平坦化等。先進元件在每一層導線都需要 CMP 製程。

CMP 設備的主要廠商有哪些？

CMP 設備的主要廠商為應用材料（美國）。此外，荏原等日本企業在日本國內市場也具有一定地位。

相關用語

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比較文章

前段製程設備的其他分類

清洗設備是在半導體製造製程中去除晶圓表面微粒（微粒子）、金屬雜質、有機物、原生氧化層等汙染物質，使用頻率最高的重要前段製程設備。

薄膜沉積設備

薄膜沉積設備是在晶圓表面形成絕緣膜、導電膜、半導體膜等薄膜的前段製程重要設備，膜厚從數百奈米到原子等級。

蝕刻設備是從晶圓上的薄膜去除不需要的部分、形成微細電路圖形的前段製程核心設備。

檢測設備是偵測晶圓製程各步驟所產生的缺陷，以提升良率並確保品質的設備群。

離子佈植機

離子佈植機是將雜質離子（硼、磷、砷等）以高能量打入矽等半導體基板，精密控制電晶體源極、汲極、井區的導電型與濃度的前段製程關鍵設備。

曝光機（微影設備）是利用光將光罩（reticle）上的電路圖形轉印至晶圓上光阻的設備群。

光罩製造設備

光罩製造設備（光罩／reticle 製造設備）是製造、檢測與修補半導體曝光製程所用光罩（reticle）的設備群。

量測設備是精密測量晶圓製程中圖形尺寸、膜厚、疊對（位置偏移）等數值的設備群。

熱處理設備

熱處理設備是將半導體晶圓加熱至高溫（約 200～1100°C），進行雜質活化、氧化膜形成、矽化物形成、退火（晶格缺陷修復）等熱反應的前段製程重要設備群。

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