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浅沟槽隔离技术(Shallow Trench Isolation,STI)以突出的隔离性能,平坦的表面形貌,良好的锁定性能以及几乎没有场侵蚀,已经成为深亚微米后的主流隔离技术。新型化学材料二氧化铈研磨液的出现推动了STI CMP(Chemical Mechanical Planarization,化学机械研磨)工艺的发展,其性能稳定,对氧化硅、氮化硅有很高的选择比,使用者可以根据工艺的需要将二氧化铈研磨液和普通研磨液搭配使用,达到优化制程降低成本的目的。CMP过程中也会产生一些特有缺陷,如划伤,颗粒,研磨液残留等,典型的碟形缺陷对器件造成的影响很大,尤其是到90nm以下工艺对碟形化的要求非常严格,而划伤对硅片的可靠性有可能造成影响,都是CMP过程中应尽量避免的。CMP是一种全局平坦化技术,影响平坦化效果的机械参数有很多,如研磨头转速,研磨头压力,抛光垫的物理化学性质,抛光液的流量等,通过工艺参数的调节,能够实现很好的硅片内研磨均匀度。STI CMP对片内研磨均匀度要求很高,研磨不均匀会导致氮化硅残留,从而影响后续制程和成品率。本文针对STI CMP制程中的上述问题,以一个90nm制程为主要的研究主体,分析总结了生产中遇到的主要问题,设计实验收集了大量的数据并提出改进方案,取得了一定的成果,主要内容为:1.在相同制程上,对比二氧化铈研磨液和二氧化硅研磨液的研磨效果,包括研磨速率和碟形化缺陷,在试验数据的基础上总结出了基准制程,可以作为新产品制程研发的参考。2.在新产品制程开发过程中,比较了基于时间的研磨方式和终点方式,对两种方式的工艺控制要点进行了研究,优化了90nm STI CMP研磨方式。3.研究了一个产品上微划伤缺陷的问题,经分析并验证二氧化铈研磨液步骤研磨时间长会产生更多结晶造成划伤,通过优化制程中各个步骤的时间分配,成功的减少了微划伤对成品率的影响。4.研究AMAT 300MM Reflection研磨头的压力控制效果,调节研磨头压力的分布可以达到控制研磨后形貌的目的,实现更好的平坦化,在此基础上,研究了产品上边缘氮化硅的残留问题,应用研磨头的压力控制原理,改善硅片边缘的研磨速率可以减少氮化硅的残留。