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化学机械抛光用抛光垫修整器的研究

邱生祥

   随着集成电路(IC)制造技术的飞速发展,对硅片的加工精度和表面质量提出了更高的要求,而传统的抛光技术已不能满足要求。化学机械抛光(CMP)是目前唯一能够实现硅片局部和全局平坦化的实用技术和核心技术,正广泛地应用于IC制造中。 抛光垫是化学机械抛光(CMP)系统中的主要耗材之一,抛光垫的结构和表面粗糙度对CMP过程中的硅片材料去除率和表面粗糙度有很大影响。但是抛光垫经过一段时间的使用后,表面会发生恶化从而降低抛光效果。因此,需要使用金刚石修整器对抛光垫进行修整,恢复其使用性能。但是目前的修整工艺还主要停留在经验公式阶段,没有一个全面的理论模型。 本论文的研究希望在维持有效修整效果前提下,通过合理选择修整器的结构参数以及抛光垫修整工艺参数,有效降低抛光垫因修整所造成的消耗。建立包含主要修整参数的抛光垫去除率模型。另外,在修整器制造方面进行一定的探索。本文主要研究工作如下: (1)采用赫兹接触理论,针对抛光垫修整工艺中的主要参数:修整压力、相对转速、修整器表面金刚石颗粒尺寸和间距,提出一种化学机械抛光中抛光垫修整去除率模型。 (2)分别使用不同的金刚石颗粒尺寸和金刚石带宽度的修整器进行抛光垫修整试验,测量它们对应的抛光垫修整去除率。与相同参数下本文模型计算的去除率进行比较,验证该模型的正确性。 (3)采用金刚石颗粒成簇排列工艺,设计并制造一种新型的电镀抛光垫修整器。并初步验证了该修整器的实用性。 通过建立模型以及试验得到了抛光垫修整参数和修整器参数对修整去除率的影响规律,从而为抛光垫修整工艺的制定提供理论依据。同时在新型电镀修整器设计制造工艺上也做了有益的研究,对化学机械抛光用抛光垫修整器制造具有一定的应用价值。……   
[关键词]:化学机械抛光;抛光垫;修整;金刚石修整器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2008年