当电子元件收缩到深次微米区域

1、Case I: Design of experimental optimization for ULSI CMP process applications Sung-Woo Park a , Chul-Bok Kim b , Sang-Yong Kim c , Yong-Jin Seo a,* A Department of Electrical Engineering , Daebul University , 72- 1, Sanho , Samho , Youngam , Chonnam , 526- 702,South KoreaB Dong Sung A &T Co ., Kyung

2、gi 429- 450, South KoreacFAB . Division , ANAM Semiconductor Co ., Inc ., Kyunggi 420- 040, South Korea1Background當電子元件收縮到深次微米區域，化學機械拋光 （CMP）在ULSI製程中對多層次連接的平坦度上非常重要的程序。移除率(remove rate)和非均一性(non-uniformity)方面是主要的製程效能與品質指標。運用實驗設計方法將 CMP 儀器參數予以最佳化。以高移除率和較低的非均一性觀點檢查製程參數，並決定最佳的 CMP 參數。 2Experiments 實驗機台:

3、 CMP polisher (精拋機)控制因子:Slurry flow rate :以含有SiO顆粒及KOH填補研磨空隙,防止應力破壞。 研磨後，以純水及旋轉方式清洗表面。Table and Head speed :兩者研磨轉速。Down force :將晶圓下壓的力量。34567Flow rate90 阻礙remove rateFlow rate60 非均一性變大8Conclusions 經過DOE之後CMP 參數最佳化非均一性在4%以 下Remove rate超過 2000 A/min 。必須小心地設計Head/Table speed比例(12倍) 。Whats wrong?9Case I

4、I: 光阻膜厚試驗 89.10.1189.11.0710Background目的：為使晶片上之金屬層形成我們所需的線路,覆蓋於金屬層上的光阻必須有一均勻的厚度以利後續的曝光(exposure),顯影(develop)及蝕刻(etchig)。本實驗的目的即針對AZ1500光阻特性尋找膜厚為4.5且均勻度最好的操作條件。光阻塗佈工作流程:START熱烤降溫光阻塗佈(旋開式)熱烤降溫END 11因子選取X1:烘烤溫度(上光阻前) Hot plate temperature (wafer)X2:烘烤時間(上光阻前) Hot plate time (wafer)X3:預轉轉速 Pre-spin spee

5、dX4:預轉時間 Pre-spin timeX5:主轉轉速 Main spin speedX6:主轉時間 Main spin timeX7:甩乾轉速 Dry spin speedX8:甩乾時間 Dry spin timeX9:烘烤時間(上光阻後) Hot plate temperature ( after coating )X10:烘烤溫度(上光阻後) Hot plate time ( after coating ) 12其他因子光阻量降溫時間(上光阻前)預轉加速度時間主轉加速時間甩乾加速時間降溫時間(上光阻後)氣壓壓力13反應變數光阻厚度 ( 4.45 film thickness 4.55

6、) 均勻度 ( uniformity1 % ) 14第一階段實驗210-5+(nc=5)解析度III以上，可了解主因子作用。中心點複製以估算實驗自然誤差。實驗結果： thickness :主要影響因子 x5,x9 次要影響因子 x3,x4 uniformity:差異不明顯15第一階段ANOVA16第二階段實驗反應曲面技術，使用CCD。排除影響力最小的X4，3因子CCD，共20次實驗，每因子5水準，以估算2次曲線之適合度。Final Equation in Terms of Coded Factors: thickness =4.49 + 0.011 * A(x3) -0.063 * B(x5)

7、 -0.054 * C(x9) 因A(x3)作用不明顯,可視為實驗誤差, 此式可簡化為下列: thickness =4.49 -0.063 * B(x5) -0.054 * C(x9) 17結論操作條件：X1:Hot plate temperature (wafer) 106.6(C)X2:Hot plate time (wafer)68 ( s )X3:Pre-spin speed 2060 (rpm)X4:Pre-spin time 3.3 s )X5:Main spin speed *1890 (rpm)X6:Main spin time 26 ( s )X7:Dry spin speed 2860 (rpm)X8:Dry spin time 7 ( s )X9:Hot plate temperature (after coating )*97.5(C)