鎢具有高熔點、高密度、高硬度、良好的熱導性以及低熱膨脹系數,在半導體中可用于鎢柵極、接觸孔(Contact)、通孔(Via),接觸孔用于將前段工藝制備的晶體管和后段工藝的第一層金屬連接,通孔用于將相鄰金屬層之間的連接。鎢拋光液是用于半導體制造過程中的化學機械拋光(CMP)工藝,可使鎢插塞表面和旁邊的層間絕緣介質層完全平坦化,避免鎢插塞凹陷現象,使后續多層金屬互連容易進行,有益于改進器件接觸/互連性能和提高集成電路密度。
集成電路技術進步主要表現在持續提高集成密度、速度和可靠性。實現這些目標的主要途徑是不斷縮小晶體管和互連線的特征尺寸,使單元器件微小型化。但是隨著半導體特征尺寸不斷逼近物理極限,多層化、高性能的三維立體結構已成為發展趨勢。鎢由于優良的抗電遷徙性能、應力低,而且能夠與硅形成很好的歐姆接觸,可以作為多層布線中的接觸窗及介層洞的填充金屬材料。
新思界整理發布的《
2024-2028年中國鎢拋光液市場行情監測及未來發展前景研究報告》顯示,鎢拋光液的作用是在CMP過程中有效地去除鎢材料,同時保持晶圓表面的高質量和低缺陷率,大量用于存儲芯片制造工藝,在邏輯工藝中僅用于部分工藝段。鎢拋光液主要由研磨劑、氧化劑、鎢催化劑、穩定劑等組成,根據萬華化學的專利CN117947422A“一種長時間高速率的鎢化學機械拋光液及其應用“顯示,其鎢化學機械拋光液包含0.1%-5%研磨劑、0.5~5%的氧化劑、0.001%~0.05%的鎢催化劑、0.01%-0.05%的穩定劑、0.005%-0.05%的表面質量改善劑、0.001%-0.003%的氧化酶、余量為去離子水。鎢拋光液濃度、研磨劑種類和大小、酸堿性、流速等對拋光速度和加工質量均有影響。
鎢拋光液作為CMP工藝中的關鍵材料,其市場需求隨著半導體技術的發展而增長。當前國內主要的鎢拋光液企業包括安集科技、鼎龍股份等。安集科技主營業務為化學機械拋光液和功能性濕電子化學品的研發與產業化,其鎢化學機械拋光液主要應用在存儲領域,在3D NAND領域也成為主流供應商。鼎龍股份一家從事集成電路芯片設計及制程工藝材料、光電顯示材料、打印復印通用耗材等研發、生產及服務的企業,拋光液方面生產有介電材料拋光液、以自產氧化鋁研磨粒子為基礎的金 屬拋光液、鎢拋光液、大硅片拋光液、多晶硅制程等。
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