中國粉體網(wǎng)訊 7月9日,，由中國粉體網(wǎng)主辦的“2024高端研磨拋光材料技術大會”在河南鄭州成功召開。會議期間,，我們邀請到多位專家學者,、企業(yè)家代表做客“對話”欄目,，圍繞高端研磨拋光材料的技術與應用現(xiàn)狀及發(fā)展方向進行了訪談交流。本期,，我們分享的是河北工業(yè)大學副研究員何彥剛的專訪,。
中國粉體網(wǎng)：何研究員，您好,，請問,，和傳統(tǒng)的平面化技術相比，化學機械平坦化技術在器件制造方面存在哪些獨特的優(yōu)勢,？
何研究員：化學機械平坦化是現(xiàn)在人類超精密加工技術的極限,，它能達到埃級和亞納米級的精度，和傳統(tǒng)的加工技術,，像研磨,、磨削、拋光相比來說,，它能達到更高的精度�,，F(xiàn)在我們的器件尺寸已經(jīng)到了5nm、7nm,，甚至更小,。在器件及多層布線的制造過程中，它需要同樣量級的加工精度。目前,，只有化學機械平坦化才能達到此精度,。
中國粉體網(wǎng)：何研究員，請問您認為在化學機械拋光作業(yè)過程中關鍵的技術有哪些,？其中最核心的技術是什么,？
何研究員：化學機械平坦化的關鍵技術有很多，其中一個比較關鍵的影響方面是化學機械拋光機臺的不同,。像襯底的拋光機臺,，它是多片的,，后邊是吸附墊或者是蠟粘。而集成電路的拋光機臺,，它必須是單頭的,。像12英寸的單頭拋光機臺，它的拋光頭要有精準的分區(qū)壓力控制,，比如背膜要能夠有七至八個區(qū)域的分壓力控制,。目標是要實現(xiàn)12英寸晶圓加工的表面薄膜去除量的一致性。因為12英寸晶圓加工過程中,，各邊緣與中心的線速度是不一樣的,，我們需要控制和調(diào)節(jié)邊緣、中心等處的壓力,，來實現(xiàn)薄膜去除的一致性。
第二個比較關鍵的是化學機械拋光液,、化學機械拋光墊等耗材，會直接影響晶圓表面多種材料的去除速率選擇比及表面缺陷數(shù)目,。我們國家在拋光墊和拋光液領域起步較晚,，所以說此方面是我們需要提高的一個地方。
第三個就是化學機械拋光的工藝,，包括一些新材料的引入,。像發(fā)展到3nm、5nm用的一些鈷布線,、釕的阻擋層等等這些,，中國臺灣地區(qū)的臺積電都已經(jīng)在用了,，但是我們大陸因為受到光刻機的制約，仍在10nm至14nm技術節(jié)點,，還是銅布線、氮化鉭作為阻擋層,。所以新材料,、新工藝的研發(fā)及突破也是非常關鍵的。
我覺得化學機械平坦化最核心的技術可以用一句話來匯總,，就是要達到完美的化學與機械的平衡,。只有完美的化學與機械的平衡，才能實現(xiàn)完美的表面,。
中國粉體網(wǎng)：何研究員,，器件經(jīng)過化學機械拋光加工后，針對漿料的殘留會進行后清洗工作,，請您為我們介紹一下后清洗的必要性,。
何研究員：后清洗是非常重要的,。我們制備拋光液的時候，可以在千級間,、百級間就可以完成,。但是制備清洗液的時候，我們卻需要在百級間和十級間完成,。也就是清洗液對顆粒的要求,、對金屬離子的要求更高了。拋光完之后我們才進行清洗,，那清洗的好壞就在于我們能否在不破壞表面的情況下把拋光液的殘留清洗掉,，實現(xiàn)一個超光滑、超低金屬離子含量的表面,。所以說清洗步驟是非常重要的,。
中國粉體網(wǎng)：何研究員，與美國,、日本,、歐洲相比，我國的CMP技術在哪些方面存在差距,？
何研究員：這個差距到目前為止還是挺大的,，主要有這幾個方面。我覺得最主要的是技術的積累和沉淀,。從美國硅谷發(fā)展到現(xiàn)在,，幾乎有上百年的歷史了,，而我國的集成電路的發(fā)展本來就起步晚，且前期沒有受到足夠的重視,，只是在近10年左右才快速得發(fā)展起來,，尤其是中美之間的高科技競爭之后，國產(chǎn)的一些材料,、設備才迎來了快速發(fā)展的機會,，所以我覺得，在某種程度上,，我們在還歷史的欠賬,，這是在技術積累和沉淀方面的差距。
第二方面是人才,，我覺得這是最核心的一點,。我們中國大陸從事化學機械拋光的專門人才還是太少了，尤其是高精尖的人才,。人才是提升我國高科技產(chǎn)業(yè)的關鍵,。
第三方面是投入。像美國硅谷已經(jīng)持續(xù)投入了將近百年,，現(xiàn)在的Intel能做到5nm的技術節(jié)點,；我們中國的臺灣地區(qū)，像臺積電,，現(xiàn)在也做到了3nm、5nm的技術,，他們的研發(fā)投入都是非常巨大的,，在幾十年的積淀后,，才有了現(xiàn)在的成績,，所以說我們的投入也必須要跟得上,。但是我覺得我們最有優(yōu)勢的地方在于現(xiàn)在的國家政策、行業(yè)內(nèi)大家的熱情,，讓我們也看到了希望,，后續(xù)我們肯定能迎頭趕上。
中國粉體網(wǎng)：何研究員,，新一代信息技術的發(fā)展速度很快,，作為其基礎的集成電路對于化學機械拋光技術提出了哪些新的要求，您認為應該怎么應對,？
何研究員：我覺得對化學機械拋光技術新的要求主要體現(xiàn)在先進制程上面,，包括先進的邏輯芯片,、先進的存儲芯片的制造,，總結(jié)起來就是“三低一高”。第一低就是要超低的表面粗糙度,，化學機械拋光完之后,，表面粗糙度要非常低；第二低就是超低的金屬殘留,，尤其是在先進制程中，防止漏電流引起的器件電性能的可靠性,，金屬離子像鈉離子,、鉀離子，尤其是一些需要嚴格控制的,，容易發(fā)生擴散的銅離子,、鐵離子等的殘留要非常低，基本上總金屬離子含量要低于E7-E8的水平,。第三低就是超低的缺陷數(shù)。舉一個例子,，我們65nm的制造工藝,，晶圓表面55nm到65nm的顆粒或者缺陷數(shù),，我們可以容忍到30顆,。但對于14nm和7nm的技術來說，我們?nèi)萑痰?nm到14nm的顆粒數(shù),，有可能就是20顆,。這完全是不同的量級，難度會非常的大,。這是“三低”,。
“一高”就是實現(xiàn)極高的平整度，化學機械拋光之后,，晶圓的表面要有局部與全局的超高平整度,。對于局部的平整度，舉個例子,，現(xiàn)在我們國內(nèi)有一些大尺寸的硅片廠在供臺積電的正片,，他對我們大尺寸的硅片正片的局部平整度有兩個指標：局部平整度（SFQR）和邊緣局部平整度(ESFQR)，在26乘8㎛的這個小區(qū)域內(nèi),，它要求高低厚度差大概在10nm左右,，之前我們國標有可能是一百多納米,，現(xiàn)在要求到10nm以內(nèi)，局部平整度要求非常高,。
全局的平整度要求就更高了,。我們還是以12英寸大尺寸硅片正片為例，之前我們國標是TTV（總厚度偏差）是小于4㎛左右�,，F(xiàn)在我們國內(nèi)的幾家大廠都能做到整個12寸晶圓的TTV小于0.5㎛,。所以說現(xiàn)在化學機械拋光技術可以說是是往“三低一高”的水平發(fā)展了。
中國粉體網(wǎng)：感謝何研究員接受我們的采訪,！
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/梧桐）
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