新型研磨垫在化学机械研磨制程中的应用

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1、新型研磨垫在化学机械研磨制程中的应用NovelpolishingPadApplicationinCMPProcess学科专业：集成电路工程研究生：弓艳霞指导教师：吴裕功企业导师：张伟光天津大学电信学院二零一二年五月1独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文

2、版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日2摘要21世纪，以科技为主，建立在充足资源基础上的不断创新，是企业经营成败的法宝，然而资源并不天然存在，需要依靠企业持久的经营积累。资源匮乏的情况下，不做好成本的管控，生产效率将大幅下降。尤其在半导体代工行业，由于

3、生产设备极其昂贵，工艺流程十分复杂，研发先进的制造工艺和完善的成本控制方法将直接决定半导体制造工厂的竞争力和生存机会。化学机械研磨作为一个新型的工艺在半导体生产过程中起着举足轻重的作用，它随着芯片特征尺寸的缩小，图案密集度的增高，优势越来越明显，但是也面临很多问题。本文从传统型研磨垫目前存在的问题入手，引入一种新型研磨垫,它的英文全称为LowSlurryFlowratepad,简称：LSFpad。这种研磨垫具有较长的使用寿命，可极大地节省研磨液的使用量和提高机台的生产率等特点。首先，本文对这种研磨垫的设计原理及工艺特性进行了详细介绍。然后，深入分析了影响化学机

4、械研磨的各项制约因素，从中找到适用于新型研磨垫的最佳工艺方案。最后，对选定的工艺方案进行长期有效的模拟晶圆验证和产品验证，证明这种采用新工艺方案的新型研磨垫适合大规模工业生产。实验结果表明：在研磨液流量为85ml/min,研磨液喷嘴置于距离研磨垫中心3.8英寸的位置时，新型研磨垫的研磨速率比传统型研磨垫提高约10%；使用寿命比传统型研磨垫增加了30%左右；研磨液的利用率提高了16%左右。经过核算，单位时间晶圆的生产数量得到了极大的提高，晶圆的年生产成本降低大约26%。此项应用打破了一直以来半导体生产成本居高不下的难题。本文对化学机械研磨工艺的工艺优化和成本控制

5、有积极意义，并且具有工业应用价值。关键词：化学机械研磨，研磨垫，工艺优化，成本控制AbstractIn21stcentury，it’sthekeytosucceedforenterprisewithhightechnology,ampleresourceandcontinuousinnovation.However，resourcewillreducewithpoorcostcontrol.Meanwhile,productionefficiencywilldecreaseaswell.EspeciallyinFABindustry,thefactisthat

6、productionequipmentisextremelycostlyandtheproductionprocessisverycomplex.Thus，developingadvancedproductionprocessandgoodcostcontrolwillimprovethecompetitivestrengthandthechanceofsurvivalforFABfactory.Beinganewprocess，CMPplaysacrucialroleinFABproduction.However，Withthecriticaldimensi

7、onturnssmallerandsmaller,theintegrationturnshigherandhigher,CMPencountersmoreandmorechallenge.Fromthepracticalproblemofbaselinepolishpad,akindofnewpad(LowSlurryFlowratepad)isintroduced.Thispadfeatureslonglifetime,lowslurryflowrateandhighproductionefficiency.Firstly,thepaperdescribes

8、designprincipleandp