化學機械拋光電化學測試試驗臺的研制.pdf

1、化學機械拋光(CMP)是集成電路芯片制造過程中必不可少的工序，也是唯一可實現(xiàn)全局平坦化的表面處理技術。通過電化學理論及測試等手段可以深入研究不同金屬的CMP電化學行為，認識芯片材料的去除機理，為CMP工藝的精確控制提供理論依據。隨著IC工業(yè)的快速發(fā)展，CMP的去除機理已經成為國內外學者的研究熱點。而目前要開展該方面的研究，國內尚無自行研制的帶電化學測試的CMP試驗臺，往往需要進口國外價格不菲的實驗設備。因此本文的研究目的就是開發(fā)一種專用

2、的CMP電化學測試試驗臺。 本文通過對CMP運動機理的研究，優(yōu)化確定了試驗臺的結構參數(shù)和運動參數(shù)。研究結果表明：當設備選擇較大的偏心距，拋光頭和拋光盤采用相同轉速時，能夠獲得質量較好的拋光表面。在此基礎上，本文自行設計了試驗臺的傳動機構、加壓機構和運動機構，創(chuàng)造性的實現(xiàn)了拋光壓力和拋光轉速的無級調整，且整機結構簡單，使用方便，避免了氣壓或液壓等裝置，節(jié)省了設備的制造成本。同時為滿足試驗臺對CMP工藝的測量要求，自行設計了應變片式

3、壓力傳感器，并采用VB語言開發(fā)了CMP電化學測試試驗臺拋光壓力采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了拋光壓力的測量控制，壓力數(shù)據的自動采集、分析處理、動態(tài)顯示、圖表輸出和自動存儲。在電化學測試方面，本研究通過設備材料的選用和機構的合理設計，成功的將已有的PS-168C電化學測量系統(tǒng)應用到本試驗臺中，實現(xiàn)了CMP的電化學測試功能。最后本研究開展了兩組試驗，測量了鋁在CMP工藝條件下的極化曲線，研究了不同拋光壓力對鋁CMP過程開路電壓的影響。試驗結果表明，本研究