硕士研究生学位论文
姓 名： | 王玉 |
学 号： | 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 |
导师姓名： | 孙雷副教授 |
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二〇一六年九月
版权声明
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摘 要
随着科技的发展，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，要求硅片衬底表面有更好的平整度和洁净度。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多次使用后，硅片表面产生很多损伤，这些表面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 造厂家购买控挡片，使用后再进行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成本的途径。
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表面平坦化、洁净度、一定大小的颗粒数及缺陷在标准范围以内。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，对于国内外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表面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表面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基础，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实验分析控片表面缺陷和沾污的因素，并对产生缺陷和沾污的环节进行优化改善。其实在硅片CMP工艺中，表面缺陷和沾污并不能被完全避免。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表面造成的，这些微粒来源于抛光垫或抛光液。刮伤(Scratches)、空隙(void)、凹槽(grooves)、残余抛光液(residual slurries)和凹坑(pits)是一些典型的表面缺陷，另一部分缺陷包括化学沾污，离子沾污，硅片表面金属的腐蚀在后续清洗过程中也不能完全被避免。
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