氧化物 CMP 設備是什麼

氧化物CMP設備是以二氧化矽系研磨液與研磨墊，選擇性研磨・平坦化SiO₂（二氧化矽）或SiN（氮化矽）等絕緣膜的前段製程設備。用於STI（Shallow Trench Isolation：淺溝槽隔離）形成後的絕緣膜平坦化、層間介電層（ILD）平坦化、PMD（Pre-Metal Dielectric）平坦化。為防止過度研磨（over-polish）使底層矽露出，選擇比控制很重要，研磨液的粒徑・pH・添加劑決定研磨特性。

重點整理

適用工序：STI絕緣膜平坦化・ILD（層間介電層）・PMD（金屬前介電層）

研磨液：二氧化矽（SiO₂）粒子＋KOH/胺系pH調整劑，實現二氧化矽對Si選擇比50:1以上

終點偵測：以光學式（反射率變化）或扭力監測防止Si露出

在STI CMP中，侵蝕（導線密集區的過度研磨）・碟陷（溝槽中央凹陷）是課題

應用材料（Applied Materials，Mirra Mesa）・科林研發（Lam Research）・東京精密為主要廠商

常見問題

什麼是氧化物CMP？

氧化物CMP（Oxide CMP）是以化學機械研磨去除・平坦化矽氧化膜（SiO₂）或氮化膜（SiN）的工序。用於研磨STI形成後沉積的SiO₂，使其與矽表面同高；或平坦化多層內連線之間的絕緣膜，以確保下一道工序的曝光精度。

為什麼STI形成需要CMP？

STI（Shallow Trench Isolation）是在矽表面挖出淺溝槽，再以SiO₂回填，使元件之間電氣隔離的結構。填入SiO₂後表面會有凹凸，因此以CMP平坦化並使矽表面露出。若沒有CMP，後續工序的曝光・薄膜沉積・蝕刻就無法達到精度。

氧化物CMP的終點如何偵測？

主要有2種方式。①光學式（ISRM：In-Situ Reflectometry）：對晶圓表面照光，以反射率變化監測膜厚；②馬達電流（扭力）監測：SiO₂與Si的研磨阻力不同，因此以電流變化偵測界面。應用材料的Mirra標準搭載ODSS（Optical Detection System）。

氧化物CMP設備的主要廠商有哪些？

在300mm量產用途中，應用材料（Applied Materials，Reflexion）居首，荏原製作所（EBARA，F-REX）居第2，這2家公司占據市場大半。東京精密（ACCRETECH，ChaMP系列）、KCTech以及中國的華海清科（Hwatsing）也有供應。另外，科林研發（Lam Research）目前並未經營CMP設備。