抛光垫特性及其对化学机械抛光效果影响的研究

论文题目: 抛光垫特性及其对化学机械抛光效果影响的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 吴雪花

导师: 金洙吉

关键词: 硅衬底,化学机械抛光,抛光垫,修整

文献来源: 大连理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 随着超大规模集成电路(ULSI)制造技术的发展,作为衬底材料硅片的尺寸越来越大,特征尺寸越来越小,对硅衬底抛光片抛光质量的要求也越来越高。虽然目前化学机械抛光(CMP)技术广泛应用于硅衬底抛光和多层布线中的层间平坦化加工中,但在实际生产过程中仍存在抛光效率低、加工质量重复性差、成品率低等问题,因此应针对影响CMP过程的因素及其对抛光效果的影响规律进行深入研究。抛光垫作为CMP系统的重要组成部分,其性能直接影响CMP过程及抛光效果。 本文首先在根据抛光垫特性参数的各自不同特点,确定了可行的检测方案,并对厚度、密度、硬度、压缩比、回弹率、孔隙率、沟槽、表面粗糙度以及抛光液的承载能力等影响抛光垫性能的主要特性参数进行了检测和评价,为研究抛光垫特性与抛光效果之间的关系提供了基本数据。 在此基础上,以CP-4型桌面式CMP试验台为平台采用正交实验法,确定了抛光压力、抛光盘转速、抛光液流量、抛光头的摆动幅度及抛光头的摆动速度等工艺参数的最佳范围,并通过单因素实验法研究了这些工艺参数对抛光速率和抛光硅片表面粗糙度的影响规律,得到了相应的影响关系曲线。 在以上研究工作基础上,通过大量的抛光试验,针对抛光垫的不同特性参数,如压缩比、粗糙度、回弹率、孔隙率等对抛光速率和硅片表面粗糙度的影响规律,总结出在本实验条件下的理想的抛光垫特性参数。 最后通过抛光垫修整工艺实验,研究修整轮转数、修整时间等修整工艺参数对抛光垫的表面粗糙度、回弹率等的影响规律,探索了基于抛光垫修整法改善抛光垫性能的工艺方法。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1．1 选题的背景及意义

1．2 国内外研究现状及分析

1．2．1 抛光垫种类及其性能

1．2．2 抛光垫的机械物理性能对抛光效率和工件表面质量的影响

1．2．3 抛光垫的表面粗糙度和结构对抛光效率和工件表面质量的影响

1．2．4 抛光垫的修整

1．2．5 总结

2 抛光垫特性参数的检测与评价

2．1 抛光垫的微观组织结构的观察与评价

2．2 抛光垫表面粗糙度的检测

2．3 抛光垫表面沟槽尺寸的检测

2．4 抛光垫孔隙率的检测

2．5 抛光垫厚度和密度的检测

2．6 抛光垫硬度的检测

2．7 抛光垫压缩比和回弹率的检测与评价

2．8 抛光垫吸收抛光液的能力(承载抛光液的能力)的检测与评价

2．9 抛光垫的拉伸强度、剪切强度

3 抛光垫特性对抛光效果的影响

3．1 实验工艺参数的选择

3．1．1 优化工艺参数实验

3．1．2 实验结果分析

3．2 抛光工艺参数对去除率和硅片表面粗糙度的影响

3．2．1 实验条件

3．2．2 结果与讨论

3．3 抛光垫的特性对对抛光效果的影响

3．3．1 抛光垫的压缩比对抛光效果的影响

3．3．2 抛光垫表面粗糙度对抛光效果的影响

3．3．3 抛光垫的回弹率对抛光效果的影响

3．3．4 抛光垫的孔隙率对抛光效果的影响

3．4 小结

4 抛光垫修整对抛光垫特性的影响研究

4．1 修整参数对抛光垫表面粗糙度的影响

4．1．1 无沟槽聚氨醋抛光垫

4．1．2 沟槽抛光垫

4．1．3 无纺布抛光垫

4．2 修整参数对抛光垫回弹率的影响

4．3 小结

5 结论与展望

参考文献

附录A 抛光垫特性指标的测量结果

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

大连理工大学学位论文版权使用授权书

发布时间: 2005-05-13

参考文献

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