改后,reclaimcmp表面缺陷的优化与研究报告.pdfVIP

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硕士研究生学位论文

题目：ReclaimCMP外表缺陷

的优化与研究

**：王玉

**：1301221682

院系：软件与微电子学院

专业：软件工程

研究方向：集成电路设计

导师：雷副教授

二〇一六年九月

声明

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摘要

随着科技的开展，在当前社会中，大规模集成电路、半导体器件等得到了越

来越广泛的应用，对其可靠性、电能性等性能的要求也越来越高。随着IC集成度

越来越高，要求硅片衬底外表有更好的平整度和干净度。现在半导体生产中常用

无图形硅片，按照一定的设计淀积不同的膜层来模拟真实的产品，监测设备及工

艺条件，这种硅片称之为控挡片。控挡片按照不同的工艺需求经过一次或屡次使

用后，硅片外表产生很多损伤，这些外表损伤导致硅片无法再重复使用，这对半

导体生产造成了非常大的开销，现在主流芯片厂靠从硅片制造厂家购置控挡片，

使用后再进展循环加工满足生产需求，但要想控挡片满足工艺要求循环使用是一

种降低本钱的途径。

IC集成度的不断提高，随之带动的是设备要求越高，对满足检测设备的控挡

片的品控进一步严格。再循环利用的控挡片必须控制外表平坦化、干净度、一定

大小的颗粒数及缺陷在标准围以。目前平坦化工艺采用化学机械抛光的方法，在

抛光过程中，影响平坦化涉及因素很多，对于国外CMP设备如何逐步降低抛光后

的缺陷数量提出了难题。同样，在硅片浸泡清洗过程中，由于清洗设备存在清洗

不同种类硅片的状况，所以要始终保持硅片外表良好的清洗效果也面临困难。

技术的不断革新，对控片的要求相应标准也随着提高，从当前0.12um提高到

0.09um，甚至到0.06um、0.037um的工艺需求，常因wafer外表缺陷和沾污导致再

加工的空档片合格率减低，文中依靠国产化学机械研磨设备为根底，对生产当中

遇到的缺陷和沾污案例，逐步分析原因以及相应的解决的措施。通过大量DOE实

验分析控片外表缺陷和沾污的因素，并对产生缺陷和沾污的环节进展优化改善。

其实在硅片CMP工艺中，外表缺陷和沾污并不能被完全防止。这些缺陷和沾污或

者是物理性的，或者是基于化学性的。微粒缺陷主要是由于抛光过程中产生的微

粒粘着在硅片外表造成的，这些微粒来源于抛光垫或抛光液。刮伤(Scratches)、

空隙(void)、凹槽(grooves)、剩余抛光液(residualslurries)和凹坑(pits)是

一些典型的外表缺陷，另一局部缺陷包括化学沾污，离子沾污，硅片外表金属的

腐蚀在后续清洗过程中也不能完全被防止。

文过大量的实验和生产中的数据研究了Reclaimwafer外表缺陷改善问题。

得到了一组优化的工艺参数，大大降低了Reclaimwafer过程中外表缺陷现象，

提高了Controlwafer的利用率，降低了运营本钱。

关键字：化学机械研磨,缺陷,研磨液,研磨垫,整理器,清洗单元，兆声发声单元。

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