化學機械研磨對硅片表面微粗糙度的影響.pdf

1、隨著IC產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,電子器件的最小尺寸正在變得越來越小。當前,45nm工藝的芯片已經(jīng)能夠被大量的生產(chǎn)。眾所周知,器件的最小尺寸主要受限于顯影技術(shù)的解析度。通過解析度的不斷提高,器件的最小尺寸就能不斷變小。然而在實現(xiàn)這一理論的同時,我們不能忽略高解析度對硅片表面平坦化的高要求。因此近幾年來,IC制造工藝上對于硅片表面平坦化的要求也越來越高。由于對硅片表面平坦化要求的不同,在IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展的這段期間,相繼誕生了多種平坦化技術(shù)?；瘜W機械研磨

2、作為當今唯一能夠提供全局平坦化的技術(shù),已被越來越廣泛地應(yīng)用到半導(dǎo)體領(lǐng)域?；瘜W機械研磨是由化學研磨和機械研磨兩部分組成。其拋光機理的研究是當前的熱點。
　　同時,隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展,在做到硅片表面全局平坦化后,硅片表面的微粗糙度也開始得到重視。它是硅片表面質(zhì)量的一個重要參數(shù)。一個粗糙的硅片表面(或薄膜表面),對器件本身或者下一道工藝都會造成不良的影響。因此,我們希望硅片表面(或薄膜表面)能有一個較好的微粗糙度。這篇論文的主要目

3、的就是研究化學機械研磨與硅片表面微粗糙度之間的聯(lián)系。并通過改變化學機械研磨的一些參數(shù),來實現(xiàn)硅片表面微粗糙度的最優(yōu)化。同時,本文還引入了粒子缺陷量測的概念,來體現(xiàn)硅片表面微粗糙度改善的作用。其整個過程包括以下幾部分:
　　1.首先介紹下半導(dǎo)體制造工藝中平坦化技術(shù)的發(fā)展史;重點介紹了化學機械研磨的工作結(jié)構(gòu)與其在半導(dǎo)體工藝中的重要地位;然后詳細介紹了化學機械研磨的拋光機理;最后介紹了硅片表面的質(zhì)量測量,給出了硅片表面微粗糙度的定義,并

4、詳細介紹了當今主流的幾種量測方式。其中提到的掃描表面檢查系統(tǒng)是本論文研究中使用的量測系統(tǒng)。該系統(tǒng)中的參數(shù)Haze是描述硅片表面微粗糙度的一個重要參數(shù)。本文同時給出了硅片表面Haze值的定義。我們可以發(fā)現(xiàn),隨著微粗糙度的變大Haze值變大。
　　2.介紹了硅片表面粒子缺陷的量測方法,并對硅片表面粒子缺陷進行驗證分析,分析得出硅片表面較小顆粒的粒子缺陷主要是由于硅片表面的粗糙不平造成,同時通過實驗對這一結(jié)果進行驗證。
　　3.該

5、部分主要通過改變化學機械研磨的一些重要工藝參數(shù)(如:壓力、相對轉(zhuǎn)速、研磨液流量和研磨液配比)來進行實驗。通過實驗來獲得不同的硅片表面微粗糙度,然后通過儀器檢測,得到與之相對應(yīng)的Haze值,并對數(shù)據(jù)結(jié)果進行分析總結(jié),我們發(fā)現(xiàn)當化學研磨和機械研磨達到平衡狀態(tài)時,所得到的Haze值為最小。同時,我們對實驗硅片進行粒子缺陷量測,結(jié)果顯示:隨著硅片表面微粗糙度的改善,硅片表面粒子缺陷的數(shù)量也隨著減少。
　　通過研究我們可以發(fā)現(xiàn),化學機械研磨