一种基于光学干涉原理的CMP在线终点检测装置

化学机械抛光是晶片全局平坦化的关键技术,其中终点检测系统是影响抛光效果的关键。如果不能有效地检测抛光过程,便无法避免硅片产生抛光过度或抛光不足的缺陷。基于光学干涉薄膜测厚原理,给出了一种CMP在线终点检测装置。

多线切割机的切割运动分析

半导体晶圆不断向大直径方向发展,内圆刀具的单片切割方式已经不能满足大直径晶圆的切片要求,随着多线锯切割技术的完善,多线切割机已经是半导体材料切片的主流设备。对砂粒在切割过程中的运动进行了分析,同时对钢线张力、切削进给运动进行了理论分析。

CMP抛光机抛光盘温度的精确控制

CMP的加工过程,是对晶圆表面进行平坦化的过程,在对晶圆表面材料进行去除当中产生了热量,造成温度的上升,为了获得均匀的抛光去除率,达到全局的平坦化,必须对温度采取精确控制,分析研究了CMP加工过程中热量的产生,并介绍了一种对温度进行控制的方法。

切片机主轴系统的设计、装配与维修

简述了切片机主轴系统的设计和主轴在装配过程中应当注意的几个环节以及对主轴系统的保养和维护

内圆切片机张刀对切片质量的影响

对内圆切片机的切削原理和刀片的张紧与张紧装置和刀片在切削过程中的动态特性进行了研究。

CMP加工过程中均匀去除率的研究

半导体制造技术已经达到了亚微米技术水平,CMP(chemical mechanical planarization)化学机械抛光是IC制造工艺中进行全局平坦化唯一的途径,分析了针对大直径晶圆进行全局平坦化,达到面型精度和表面完整性的要求而采取的区域压力控制技术。

内圆切片机的张刀对切片的影响

本文分析介绍了内圆切片机的切削原理和刀片的张紧与张紧装置和刀片在切削过程的动态特性。

碲锌镉晶片精密抛光效果的影响因素分析

碲锌镉(CZT,CdZnTe)晶片是生长红外焦平面列阵所用碲镉汞(HgCdTe)薄膜的衬底材料.为了满足碲镉汞液相外延的性能要求,采用化学机械抛光可获得平面度高、粗糙度低、无损伤层的碲锌镉晶片表面。通过对抛光结构的机械运动分析,建立了抛光过程中各参数对工艺指标的影响,通过实验优化工艺参数获得高质量的抛光效果。

内圆切片机的张刀对切片的影响

本文分析介绍了内圆切片机的切削原理和刀片的张紧与张紧装置和刀片在切削过程的动态特性。

CMP中抛光垫的性质研究

以IC1000／SubaIV抛光垫为例，综述了影响抛光垫性能的各种因素，以文献相关数据为依据，着重分析了抛光温度和修整力对抛光垫性能的影响。从分析结果可以得出：IC1000／SubaIV比单层结构IC1000具有更好的抛光效果；新旧抛光垫性能在0～40℃基本相当；新、旧和没有黏合剂抛光垫的正常工作温度为-2．02～103．64℃，且玻璃过渡温度随着抛光垫厚度的减小而增加；抛光垫在0～50℃具有最小的外形变化。定性得出修整力与抛光精度成反比关系，明确了较小修整深度具备较好的平坦化效果。

CMP承载器的初步研究

在CMP中,由于抛光垫在与其接触的晶圆边缘产生异常压力点,以及转台和承载器旋转的线速度之差在边缘处较其他点大得多,从而导致了晶圆边缘效应的产生。阐述了承载器在CMP中的作用,详细分析了边缘效应产生的原因和克服的方法。在承载器上采用与晶圆保持适当间隙的保持环结构,对保持环施加适当的压力,使保持环和晶圆位于同一抛光平面上;针对旋转式CMP设备固有的线速度之差导致片内非均匀性增大的问题,对200mm晶圆划分两区域进行微压力补偿,同时详细说明了压力补偿气路的设计和实现的功能,指出今后多区域微压力补偿将采用矩阵控制技术。

低k材料的化学机械抛光研究

阐述了低k材料在IC电路中的作用及其性质,以SiO2、SiOF、SiOCSP、SiOCNSP、Si-OCSO五种材料为研究对象,分析了低k材料与Cu互连工艺的相互联系和作用。在Sikder和Kumar提供的声发射信号(AE)的在线监测图的基础上比较和分析了五种材料的硬度和模数值;根据Preston方程绘制九点测量数据图,发现前三种材料可满足抛光机理,而后两种的抛光行为更倾向于表面反应;根据五种材料抛光前后的实验数据表面形态图表,判断出抛光后材料粗糙度的走向。最后指出低k材料需要发展和完善的工艺及对抛光设备的进一步要求。

CMP加工过程去除率的影响因素研究

CMP的加工过程,是对晶圆表面进行全局平坦化的过程,去除率是整个过程较为关键的指标。影响去除率的有下压力、抛光盘及抛光头的转速、温度、抛光液的种类等,综合考虑这些因素不仅能得到合理的材料去除率,优化平坦化效果,而且还能提高生产效率。

提高二维工作台定位精度的误差补偿方法研究

通过测量二维工作台XY轴直线度误差、垂直度误差、定位精度误差等,采用水平分割法对误差线性拟合,分析了每种误差对单轴定位精度和关联轴定位精度的影响,这种补偿方法能够有效地提高二维工作台的定位精度。

单点光学终点检测系统的研究

为了使CMP抛光精度更为精确,根据光学干涉原理设计了单点光学终点检测装置,给出了整套检测系统的简图和处理流程。在理想条件下,仿真单点光学检测的相干相位及反射率迹线,得出反射率迹线与抛光掉的透明层存在着函数关系,在实际条件核实了二者之间映射情况。采用九点测量后确认此函数条件下的单点光学终点检测具备高度的精确性,在此基础上推测了抛光头吸附晶圆以设定频率摆动情况下,光学传感器采集与处理数据的方法和过程。实际工艺操作证明,在综合运动条件下,其精度也达到要求。

CMP后的晶圆的测量和评估方法研究

综述了CMP后的晶圆测量方法,比较指出:光学干涉法适宜于测量较厚的薄膜,而椭圆偏振法精度较高,但成本高昂,适宜于测量薄的薄膜。CMP后需要检测晶圆的表面状况,列举了常用的扫描电子显微镜、原子力显微镜和光散射探测仪。扫描电子显微镜常用于特征线宽的测量,其精度可达4nm;原子力显微镜是根据范德华力的原理制造,其探测精度高达0.1nm;但二者最大的缺陷就是操作复杂,成像十分费时。散射探测仪根据光的散射理论制造,可以快捷地全表面成二维图像,是值得推荐的一种测量手段。最后,指出今后的测量技术对半导体工艺的影响。

铜布线化学机械抛光的失效研究

分析了铜电连接在今后晶片制造中的主导作用,阐述了铜布线的结构,即在由钽作为阻挡层及采用电镀铜形成的电连接的情况下,抛光规律符合经典普莱斯顿方程;在粗抛磨料采用氧化铝,精抛配比采用武亚红提出的方案情况下,采用旋转式低速较大下压力情况下抛光,整个晶片依然存在较大的不均匀性。分析100μm线宽的碟形缺陷会逐渐减小但最后会有少许增大。整个晶片的侵蚀会和其图案密度成正比,但在同种分布情况下,精抛时间越长,则侵蚀缺陷越大。最后指出了今后发展的高速底压力会显著解决当前不均匀性问题,但失效机制分析意义依然很重大。

全自动键合机送线装置研究

通过对自动键合机送线装置的构成和原理进行研究,并结合键合工艺对送线系统进行分析,提出送线装置的结构优化方案,进而为提高自动键合机的效率和稳定性提供理论支持。