한국전기전자재료학회 2002년도 춘계학술대회 논문집 유기절연재료 전자세라믹 방전플라즈마 일렉트렛트 및 응용기술
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pp.223-227
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2002
As the channel length of device shrinks below $0.13{\mu}m$, CMP(chemical mechanical polishing) process got into key process for global planarization in the chip manufacturing process. The removal rate and non-uniformity of the CMP characteristics occupy an important position to CMP process control. Especially, the post-CMP thickness variation depends on the device yield as well as the stability of subsequent process. In this paper, every wafer polished two times for the improvement of oxide CMP process characteristics. Then, we discussed the removal rate and non-uniformity characteristics of post-CMP process. As a result of CMP experiment, we have obtained within-wafer non-uniformity (WIWNU) below 4 [%], and wafer-to-wafer non-uniformity (WTWNU) within 3.5 [%]. It is very good result, because the reliable non-uniformity of CMP process is within 5 [%].
한국전기전자재료학회 2004년도 춘계학술대회 논문집 반도체 재료 센서 박막재료 전자세라믹스
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pp.34-37
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2004
Recently advancing mobile communication tools and I.T industry, semiconductor device is requested more integrated, faster operation time and more scaled-down. Because of these reasons semiconductor device is requested multilayer interconnection. For the multilayer interconnection chemical mechanical polishing (CMP) becomes one of the most useful process in semiconductor manufacturing process. In this experiment, we focus on understand the characterize and improve the CMP technology by control of slurry flow rate. Consequently, we obtain that optimal flow rate of slurry is 170ml/min, since optimal conditions are less chemical flow and performance high with good selectivity to Ta. If we apply this results to copper CMP process. it is thought that we will be able to obtain better yield.
In this study, we investigate the behavior of abrasive particles and change of the stick-slip pattern according to chemical mechanical polishing (CMP) process parameters when a large number of abrasive particles are fixed on a pad. The CMP process is simulated using the finite element method. In the simulation, the abrasive grains are composed of those used in the actual CMP process. Considering the cohesion of the abrasive grains with the start of the CMP process, abrasive particles with various sizes are fixed onto the pad at different intervals so that stick-slip could occur. In this analysis, we determine that when the abrasive particle size is relatively large, the stick-slip period does not change as the pressure increases while the moving speed is constant. However, if the size of the abrasive grains is relatively small, the amount of deformation of the grains increases due to the elasticity of the pad. Therefore, the stick-slip pattern may not be observed. As the number of abrasive particles increases, the stick-slip period and displacement decrease. This is consistent with the decrease in the von Mises yield stress value on the surface of the wafer as the number of abrasive grains increases. We determine that when the number of the abrasive grains increases, the polishing rate, and characteristics are improved, and scratches are reduced. Moreover, we establish that the period of stick-slip increases and the change of the stick-slip size was not large when the abrasive particle size was relatively small.
다양한 용도에 적합한 양질품종을 육성하기 위하여 찰성 및 과성인자가 도입된 계통들이 육성, 보급단계에 이르고 있다. 이들 인자를 도입함에 따라 흡수성, 퍼짐성이 좋아지고 호화개시온도, 호화시간이 짧아졌으며 쌀보리의 재배지대 북상에 문제가 되던 내한성도 해결되었다. 그러나 찰성인자가 흡수성이 빠른 점과 쌀보리의 종피가 과실과 분리되어 수분을 보지하는 시간이 길어짐에 따라 찰 쌀보리는 수발아의 위험성은 더욱 커지게 되었다. 보리 수확시기에 수발아는 품종육성 및 재배, 이용면에서 대단히 중요한 재해이다. 본 시험에서 수발아정도에 따른 수량의 감소와 품질변화 및 수발아된 종자를 종자로 이용시 재발아정도를 조사하여 얻은 몇가지 결과는 다음과 같다 1. 발아된 종자의 재발아율은 발근장 2mm시 68%, 4mm에서 49%이었으나 그이상에서는 급격히 낮아졌으며, PI는 대조구에 비해 발근장 2mm 에서도 큰 차이를 보였다. 2. 발근정도에 따른 수량감소율은 발근장이 길어지면 커지는 경향이었고, 3. 발근장이 길어지면 쌀보리 72%, 겉보리 64%로 도정하는 정맥시간이 짧아졌으며, 4. 발근정도에 따른 도정후 완전입율은 대조구(2시간 침적)에서 98∼96.5%이나 발근장 14mm 에서는 64∼82.4%로 크게 저하되었으며, 5. 도정된 보리쌀의 백도는 무처리구보다도 침적2시간 및 발근장 2mm처리에서 높았으나 발근장이 길어짐에 따라 점차 낮아졌다 6. 발근장이 길어짐에 따라 Sedimentation value는 점차 낮아졌다.
Chemical mechanical polishing(CMP) process is widely used for global planarization of inter-metal dielectric (IMD) layer and inter-layer dielectric (ILD) for deep sub-micron technology. However, as the IMD and ILD layer gets thinner, defects such as micro-scratch lead to severe circuit failure, which affect yield. In this paper, for the improvement of CMP process, deionized water (DIW) pressure, purified $N_2 \; (PN_2)$ gas, slurry filter and high spray bar were installed. Our experimental results show that DIW pressure and $PN_2$ gas factors were not related with removal rate, but edge hot-spot of patterned wafer had a serious relation. Also, the filter installation in CMP polisher could reduce defects after CMP process, it is shown that slurry filter plays an important role in determining consumable pad lifetime. The filter lifetime is dominated by the defects. However, the slurry filter is impossible to prevent defect-causing particles perfectly. Thus, we suggest that it is necessary to install the high spray bar of de-ionized water (DIW) with high pressure, to overcome the weak-point of slurry filter. Finally, we could expect the improvements of throughput, yield and stability in the ULSI fabrication process.
Chemical mechanical Polishing (CMP) process is widely used for the global planarization of inter-metal dielectric (IMD) layer and inter-layer dielectric (ILD) for deep sub-micron technology. However, as the IMD and ILD layer gets thinner, defects such as micro-scratch lead to severe circuit failure, which affect yield. In this paper, for the improvement of CMP process, deionized water (DIW) pressure, purified $N_2$ ($PN_2$) gas, point of use (POU) slurry filler and high spray bar (HSB) were installed. Our experimental results show that DW pressure and P$N_2$ gas factors were not related with removal rate, but edge hot-spot of patterned wafer had a serious relation. Also, the filter installation in CMP polisher could reduce defects after CMP process, it is shown that slurry filter plays an important role in determining consumable pad lifetime. The filter lifetime is dominated by the defects. However, the slurry filter is impossible to prevent defect-causing particles perfectly. Thus, we suggest that it is necessary to install the high spray bar of de-ionized water (DIW) with high pressure, to overcome the weak-point of slurry filter Finally, we could expect the improvements of throughput, yield and stability in the ULSI fabrication process.
1979년에 생산된 보리, 부농, 강보리 및 수원 18002를 공시품종으로 하고, 실험실용 소형정맥기(Testing Mill : TM05 A)를 사용하여 정맥기로-라의 회전수별, 도정시간별, 겉보리의 품종별 도정특성 시험을 실시하여 얻어진 몇가지 결과는 아래와 같다. 1. 정맥기의 로-러 회전수가 높으면 단위시간당 도정량이 많아지며 입두께나 입폭에서 보다는 입장에 영향을 더 많이 주므로 회전수가 높을수록 보리쌀의 형태는 원형으로 변한다. 2. 정맥기의 회전수가 낮을 경우 곡립의 양쪽 끝부분 종구가 제거되지 않으며 본 시험에 사용한 정맥기의 적정회전수는 1,300 rpm이었다. 3. 맥강층의 제거율로 본 겉보리의 부위별 경도는 영부위가 가장 낮고 호분층, 종피, 과피, 배유순이다. 종피에 가까운 호분층은 배유나 배유부위에 인접한 호분층보다 높으며 배유층은 중심부로 갈수로 낮았다. 4. 품종에 따라 강층의 두께, 천립중, 보리쌀의 경도에 차가 있으며, 보리쌀의 크기 즉, 입장, 입후 및 입폭의 크기에도 차가 있어 입장과 입폭의 비가 수원 18002는 1.59, 부농 1.53, 강보리 1.51인데 비하여 동보리 001는 1.26으로 가장 낮아 4품종중 원형에 가장 가까웠다.
반도체 집적회로를 만드는 토대가 되는 실리콘 웨이퍼의 표면은 고품질 회로를 구성하기 위해 극도의 평탄도가 요구되므로 평탄도는 양질의 웨이퍼를 보증하는 가장 중요한 요소이다. 따라서 실리콘웨이퍼 생산의 10개의 공정 중 거칠어진 웨이퍼 표면을 고도의 평탄도를 갖도록 연마하는 폴리싱공정은 매우 중요시 되는 생산라인이다. 현재 이 공정에서는 담당 엔지니어가 웨이퍼의 모형을 측정장비의 모니터에서 육안으로 관찰하여 판단하고 평탄도를 높이기 위한 제어를 하고 있다. 그러나 사람에 의한 것이므로 많은 경험이 필요하고 일일이 체크해야하는 번거로움이 있다. 본 연구는 이러한 비효율적인 작업의 효율화를 위해 웨이퍼의 모형을 디지털 컨텐츠화하여 폴리싱 공정에 있어 평탄도를 사람이 아닌 시스템에 의해 자동으로 측정하여 제어하는 알고리즘을 제안한다. 또한 제안한 전체 웨이퍼 평탄도 추정알고리즘을 토대로 실제 현장에서 쓰이는 웨이퍼 각 사이트별 평탄도를 측정하기 위한 사이트두께 추정 알고리즘을 제안한다.
Chemical mechanical polishing(CMP) process has been widely used to planarize dielectrics, which can apply to employed in integrated circuits for sub-micron technology. Despite the increased use of CMP process, it is difficult to accomplish the global planarization of free-defects in inter-level dielectrics (ILD). Especially, defects like micro-scratch lead to severe circuit failure, and affects yield. CMP slurries can contain particles exceeding $1{\mu}m$ size, which could cause micro-scratch on the wafer surface. The large particles in these slurries may be caused by particle agglomeration in slurry supply line. To reduce these defects, slurry filtration method has been recommended in oxide CMP. In this work, we have studied the effects of filtration and the defect trend as a function of polished wafer count using various filters in inter-metal dielectric(IMD)-CMP. The filter installation in CMP polisher could reduce defect after IMD-CMP. As a result of micro-scratches formation, it shows that slurry filter plays an important role in determining consumable pad lifetime.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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