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非線形プロセスモデルに基づくCMP－APC（第2報）: セリアスラリーによる酸化膜のCMPのRun－to－Run 制御

机译：基于非线性过程模型的CMP-APC（第二次报告）：二氧化铈浆料对氧化膜CMP的运行至运行控制

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For oxide-CMP process in semiconductor manufacturing, which requires high precision, Run-to-Run control has been developed. The Run-to-Run control is a kind of repetitive control to adjust polishing time at every start of lot work in a work sequence. Film-thickness is controlled based on a process model, which expresses the relation between polishing time and polished thickness. In this paper, process model for oxide-film CMP with ceria slurry and the Run-to-Run control method in high volume manufacturing is described. In this CMP, relationship between polished thickness and polishing time is nonlinear. Control calculation is found to be concise by using a variable, which is film-thickness before CMP divided by removal-rate, for polishing-time correction. Parameters in the model are estimated with two steps to evaluate controllability. Run-to-Run control simulation is applied in order to determine the best parameter set, which achieves the largest process capability index Cpk. A result of high-precision film-thickness, whose Cpk is 1.39, is obtained.%珪素酸化膜のCMP（ChemicalMechanicalPolishing：化学的機械的研磨）はアルミ配線プロセスにおける 層間絶縁膜の平坦化のために普及した．研磨後の膜厚は配線層間の寸法にかかわるため，酸化膜のCMPに は高精度な膜厚制御が要求される．酸化膜のCMPでは，研磨性能が安定しているためシリカ（SiO_2）が スラリーの砥粒として広く用いられる．一方，セリア（CeO_2）をスラリーの砥粒とすれば非常に高い研 磨レートが得られるので，まず製品種類の少ないDRAM（Dynamic Random AccessMemory）量産に向けて適 用が模索された．
机译：对于要求高精度的半导体制造中的氧化物-CMP工艺，已经开发了“运行到运行”控制。 “运行到运行”控件是一种重复性控件，用于在工作顺序的每次批处理开始时调整抛光时间。膜厚是根据工艺模型控制的，该工艺模型表示抛光时间与抛光厚度之间的关系。本文描述了氧化铈CMP氧化铈浆液的工艺模型和大批量生产中的运行到运行控制方法。在该CMP中，抛光厚度和抛光时间之间的关系是非线性的。通过使用变量（CMP之前的膜厚除以去除率）来进行抛光时间校正，可以发现控制计算是简洁的。模型中的参数分两步估算，以评估可控性。为了确定最佳参数集，应用了运行到运行的控制仿真，从而获得了最大的过程能力指标Cpk。获得了Cpk为1.39的高精度薄膜厚度的结果。％珪素酸化膜のCMP（ChemicalMechanicalPolishing：化学的机械的研磨）はアルミ配线プロセスにおける层间绝縁膜の取向化のために析ために。研磨后の膜厚は配线层间の寸法にかかわるため，酸化膜のCMPには高级な膜厚制御が要求される。酸化膜のCMPでは，研磨性能が安定しているためシリカ（SiO_2）が一方，セリア（CeO_2）をスラリーの砥粒とすれば非常に高い研磨レートが得られるので，まず制品种类の少ないDRAM（动态随机存取存储器）量产に向けて适用が模索された。

著录项

  • 来源
    《精密工学会誌》 |2011年第9期|p.868-872|共5页
  • 作者

    森澤　利浩; 小林　裕通; 武田　行生;

  • 作者单位

    （株）日立製作所生産技術研究所（神奈川県横浜市戸塚区吉田町292）,東京工業大学（東京都目黒区大岡山2－12－1）;

    ルネサスエレクトロニクス（ 愛媛県西条市ひうち8－6）;

    東京工業大学（東京都目黒区大岡山2－12－1）;

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