化學(xué)機(jī)械拋光電化學(xué)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)的研制.pdf

1、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)是集成電路芯片制造過程中必不可少的工序，也是唯一可實(shí)現(xiàn)全局平坦化的表面處理技術(shù)。通過電化學(xué)理論及測(cè)試等手段可以深入研究不同金屬的CMP電化學(xué)行為，認(rèn)識(shí)芯片材料的去除機(jī)理，為CMP工藝的精確控制提供理論依據(jù)。隨著IC工業(yè)的快速發(fā)展，CMP的去除機(jī)理已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。而目前要開展該方面的研究，國(guó)內(nèi)尚無自行研制的帶電化學(xué)測(cè)試的CMP試驗(yàn)臺(tái)，往往需要進(jìn)口國(guó)外價(jià)格不菲的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。因此本文的研究目的就是開發(fā)一種專用

2、的CMP電化學(xué)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)。 本文通過對(duì)CMP運(yùn)動(dòng)機(jī)理的研究，優(yōu)化確定了試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)動(dòng)參數(shù)。研究結(jié)果表明：當(dāng)設(shè)備選擇較大的偏心距，拋光頭和拋光盤采用相同轉(zhuǎn)速時(shí)，能夠獲得質(zhì)量較好的拋光表面。在此基礎(chǔ)上，本文自行設(shè)計(jì)了試驗(yàn)臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、加壓機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，創(chuàng)造性的實(shí)現(xiàn)了拋光壓力和拋光轉(zhuǎn)速的無級(jí)調(diào)整，且整機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，避免了氣壓或液壓等裝置，節(jié)省了設(shè)備的制造成本。同時(shí)為滿足試驗(yàn)臺(tái)對(duì)CMP工藝的測(cè)量要求，自行設(shè)計(jì)了應(yīng)變片式

3、壓力傳感器，并采用VB語言開發(fā)了CMP電化學(xué)測(cè)試試驗(yàn)臺(tái)拋光壓力采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了拋光壓力的測(cè)量控制，壓力數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、分析處理、動(dòng)態(tài)顯示、圖表輸出和自動(dòng)存儲(chǔ)。在電化學(xué)測(cè)試方面，本研究通過設(shè)備材料的選用和機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，成功的將已有的PS-168C電化學(xué)測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用到本試驗(yàn)臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)了CMP的電化學(xué)測(cè)試功能。最后本研究開展了兩組試驗(yàn)，測(cè)量了鋁在CMP工藝條件下的極化曲線，研究了不同拋光壓力對(duì)鋁CMP過程開路電壓的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，本研究