当电子元件收缩到深次微米区域

当电子元件收缩到深次微米区域第1页，共18页，2023年，2月20日，星期一Background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(removerate)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。第2页，共18页，2023年，2月20日，星期一Experiments

實驗機台:CMPpolisher(精拋機)控制因子:Slurryflowrate: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。TableandHeadspeed:兩者研磨轉速。Downforce:將晶圓下壓的力量。第3页，共18页，2023年，2月20日，星期一第4页，共18页，2023年，2月20日，星期一第5页，共18页，2023年，2月20日，星期一第6页，共18页，2023年，2月20日，星期一第7页，共18页，2023年，2月20日，星期一Flowrate>90阻礙removerateFlowrate>60非均一性變大第8页，共18页，2023年，2月20日，星期一Conclusions

經過DOE之後﹐CMP參數最佳化非均一性在4%以下﹐Removerate超過2000°A/min。必須小心地設計Head/Tablespeed比例(1~2倍)。What’swrong?第9页，共18页，2023年，2月20日，星期一CaseII:光阻膜厚試驗

89.10.11~89.11.07第10页，共18页，2023年，2月20日，星期一Background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4.5µ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第11页，共18页，2023年，2月20日，星期一因子選取X1:烘烤溫度(上光阻前)Hotplatetemperature(wafer)X2:烘烤時間(上光阻前)Hotplatetime(wafer)X3:預轉轉速Pre-spinspeedX4:預轉時間Pre-spintimeX5:主轉轉速MainspinspeedX6:主轉時間MainspintimeX7:甩乾轉速DryspinspeedX8:甩乾時間DryspintimeX9:烘烤時間(上光阻後)Hotplatetemperature(aftercoating)X10:烘烤溫度(上光阻後)Hotplatetime(aftercoating)第12页，共18页，2023年，2月20日，星期一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)氣壓壓力第13页，共18页，2023年，2月20日，星期一反應變數光阻厚度

(4.45µ≦filmthickness≦4.55μ)

均勻度

(uniformity≦1%)第14页，共18页，2023年，2月20日，星期一第一階段實驗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,x4uniformity:差異不明顯第15页，共18页，2023年，2月20日，星期一第一階段ANOVASourceSumofSquaresDFMeanSquareFValueProb>FModel2.1940.55465.51<0.0001Curvature4.295E-0414.295E-040.370.5499Residual0.036311.175E-03LackofFit

0.036271.339E-0319.480.0052PureError2.750E-0446.874E-05CorTotal2.2236RootMSE0.034R-Squared0.9836DepMean4.53AdjR-Squared0.9815C.V.0.76PredR-Squared0.9770PRESS 0.051AdeqPrecision54.613Desire>4第16页，共18页，2023年，2月20日，星期一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。FinalEquationinTermsofCodedFactors:

thickness=4.49+0.011*A(x3)-0.063*B(x5)-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)

第17页，共18页，2023年，2月20日，星期一結論操作條件：X1:Hotplatetemperature(wafer)106.6(°C)X2:Hotplatetime(wafer)68(s)X3:Pre-spinspeed2060(rpm)X4:Pre-spintime3.3s)X5:Mainspinspeed***1890(rpm)X6:Mainspintime26(s)X7:Dryspinspeed2860(rpm)X8:Dryspintime7(s)X9:Hotplatetemperature(aftercoating)***97.5(°C)X