化学机械抛光 Slurry 的蜕与进
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在新结构方面，直接浅沟槽隔离(DSTI，Direct STI）就是典型的代表。由于DSTI CMP应用高选择比的slurry，相较于传统的STI CMP，它不需要额外的刻蚀步骤将大块的有源区上的氧化硅薄膜反刻，可以直接研磨。显然，传统的氧化物slurry已无法满足DSTI CMP工艺的要求，以Ce为主要成分的slurry成为90nm以下节点DSTI CMP工艺的首选。BASF已经开始与专业化学品厂商Evonik Industries AG进行基于二氧化铈（CeO2）的slurry研发工作。
另一新集成结构的典型代表就是高k/金属栅结构。“在45nm技术节点，高k/金属栅结构得以采用，它在为芯片带来更好性能的同时，也为CMP工艺和slurry带来了诸多问题。”Tim Tobin说。金属栅的CMP过程通常可分为两步：氧化物的CMP和金属栅的CMP（图4）。在氧化物CMP中，首先是要求氧化物的有效平坦化，其次是多晶硅的打开，这要求CMP后的薄膜要能够停留在恰当位置。在金属栅的CMP中，栅极材料具有一定的特殊性，特别是未来极有可能被采用的钌（Ruthenium）、铂（Platinum）等金属很有可能成为金属栅材料的新选择。这就要求所选择的slurry能够将栅极材料去除，endpoint的控制是关键和难点。此外不能有金属残留和尽可能少的dishing缺陷。当然，slurry本身也不能在栅极部分带来额外的残留物。
降低缺陷是CMP工艺，乃至整个芯片制造的永恒话题。王淑敏博士介绍说，半导体业界对于CMP工艺也有相应的“潜规则”，即CMP工艺后的器件材料损耗要小于整个器件厚度的10%。也就是说slurry不仅要使材料被有效去除，还要能够精准的控制去除速率和最终效果。随着器件特征尺寸的不断缩小，缺陷对于工艺控制和最终良率的影响愈发的明显，致命缺陷的大小至少要求小于器件尺寸的50%（图5）。新缺陷的不断出现，为slurry的研发带来了极大的困难。
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