450 mm晶圆CMP设备技术现状与展望

分析化学机械平坦化(CMP)耗材发展现状及趋势,推断450 mm晶圆的CMP设备及技术的迫切性;在此基础上,展望450 mm晶圆将会采用系统集成技术、多区域压力控制承载器技术、抛光垫修整技术、终点检测技术、后清洗技术,并初步分析以上这些技术的特点。最后指出随着晶圆制造厂激烈竞争和持续投资,对450 mm的CMP设备要求必有所突破。     

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。     

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。     

基于Pareto 杂波的参数估计范围研究

当雷达工作在高海情环境时,相比于K分布模型,Pareto 分布是一种优势更大的统计杂波模型。基于Pareto杂波模型的参数估计研究,一直存在着参数估计表达式不闭合以及参数估计范围受限的问题,该文利用了正数阶矩估计的方法,不仅得到了闭合的估计表达式,而且扩大了参数估计的范围。同时,提出了负数阶矩估计,使参数估计的范围覆盖到参数的整个取值区间。实验表明,负数阶矩估计法运算速度快,估计范围不受限。与传统的估计法相比,参数取值越小,负数阶矩估计的估计性能越好,并且估计精度呈指数趋势提高。     

CMP后清洗技术发展历程

从80年代开始,结合当时最具代表性的CMP设备,分析当时的后清洗技术,如：多槽浸泡式化学湿法清洗、在线清洗、200mm集成清洗、300mm集成清洗及20nm以下的CMP后清洗趋势,每种后清洗技术都结合CMP设备明确分析其技术特色,优点和缺陷。全面阐述CMP工业界的后清洗发展历程。     

红外光学终点检测的研究

终点检测是化学机械平坦化的关键技术,它决定着理想的平坦运行的停止点,在以纳米级别的控制上,终点检测尤为重要。目前主要的两种终点检测方法:电机电流存在着误判断,而可见光干涉存在着光蚀效应等。低能量的红外检测根据不同介质及同种介质不同厚度的红外吸收和反射系数不同的原理精确地选择平坦化终点完全克服以上检测手段的不足。阐述了其原理,设计了其硬件原理图,定性分析了红外测量曲线,并指出今后终点检测的方向。     

CMP承载器背压发展历程

随着集成电路(IC)技术节点越来越严苛,对晶圆的局部和全局平整度提出了越来越高的要求,化学机械抛光技术(CMP)是满足晶圆表面形貌的关键技术。承载器是C MP设备的关键部件,通过研究历代承载器的背压施加方式和区域压力控制方式对晶圆表面全局平整度的影响,发现随着技术节点的提高,承载器施加越来越多路背压且背压控制精度越来越高。因此,国产CMP设备为了满足集成电路的严格要求,其承载器必须具备施加多区域背压,且控制精度越来越高。     

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。     

一中OQPSK调制信号延迟解调方法

针对突发通信系统的特点,提出了一种用于该系统中的OQPSK调制信号延迟解调方法。介绍了电路的组成及原理。该解调方法具有电路结构简单、温度稳定性好、数据恢复快的优点,适用于时分多址数字微波通信场合。     

CMP终点监测装置的设计

对CMP工艺过程中的一种终点监测技术进行论述,分析了国外某公司抛光机的电机电流变化监测技术,在此基础上,设计了一种高精度的电流监测和电流电压转换电路,电流监测基于LTC6102高精度电流监测放大器,电流电压转换电路基于MAX472高精度电流传感放大电路和MAX951微功耗/比较放大电路.改进的电路构成简单,监测精度高,成功实现了从安培级的负载电流中辨别出微安级电流变化的精度.实验证明,该电路精度好于1%,显著提高了终点监测精度.