STI 形成 CMP 設備是什麼

STI形成CMP設備是用於形成Shallow Trench Isolation（淺溝槽隔離）結構的CMP設備。在矽基板上挖出深度300至500nm的淺溝（溝槽），沉積SiO₂等絕緣膜後，以CMP去除多餘的絕緣膜，使其與氮化矽膜（Si₃N₄停止層）表面同高。是FinFET・GAA結構電晶體製作必要的基礎工序，對於排除元件間漏電流並兼顧微縮不可或缺。

重點整理

STI＝在矽上挖出淺溝槽，以SiO₂填充，使元件之間電氣隔離的結構

CMP工序：以CVD沉積SiO₂→以氧化物CMP研磨到Si₃N₄停止層

對Si₃N₄停止層選擇比（SiO₂:Si₃N₄ > 30:1）高的Ceria（氧化鈰）研磨液為主流

以插入虛擬圖形與研磨液添加劑抑制侵蝕（導線密集區的過度研磨）

也應用於FinFET鰭片間・GAA結構奈米片間的隔離

常見問題

什麼是STI（Shallow Trench Isolation）？

STI（淺溝槽隔離）是在矽基板表面形成深度數百nm的淺溝，並以SiO₂等絕緣材料填充，以防止電晶體之間電流洩漏（擊穿）的元件隔離技術。是CMOS製造中使各個電晶體電氣獨立的基礎工序，在0.25μm以後的所有先進節點都已成為標準技術。

STI形成為什麼使用氧化鈰研磨液？

STI CMP中，研磨SiO₂並停在Si₃N₄（高選擇比）很重要。二氧化矽（SiO₂）研磨液的SiO₂與Si₃N₄選擇比低，而氧化鈰（CeO₂）粒子研磨液會化學性活化SiO₂以提高去除速率，同時將對Si₃N₄的研磨速率維持在低水準。為實現30:1以上的選擇比，STI CMP以氧化鈰研磨液為業界標準。

STI CMP的侵蝕是什麼？

侵蝕（Erosion）是STI CMP中，導線密集區域整體被過度研磨而下降的現象。研磨速率會因圖形密度不同而改變，在密集圖形區因SiO₂較少，研磨會持續到停止層的Si₃N₄。透過加入虛擬圖形使密度均勻化，或以研磨液添加劑控制侵蝕。

STI形成CMP設備的主要廠商有哪些？

包含STI CMP在內的氧化物CMP設備，以應用材料（Applied Materials，Reflexion）與荏原製作所（EBARA，F-REX）為核心。東京精密（ACCRETECH）也供應ChaMP系列。STI用氧化鈰研磨液的主力供應商為Entegris・KCTech。