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300mm半導體晶圓代工廠Slurry供應系統(tǒng)設計中的品質控管
朱江寧 2014/4/13 18:12:32
摘要：隨著中國半導體業(yè)的發(fā)展，300 mm晶圓代工廠(Foundry)在中國紛紛出現(xiàn)，300mm的晶圓代工廠也在蓬勃發(fā)展之中。為了使有關人員對這種工廠的廠務Slurry化學研磨液系統(tǒng)有所了解，特撰寫本文。本文介紹了300 mm晶圓代工廠廠務Slurry系統(tǒng)的定義和分類，基本構成，安全設計和品質監(jiān)控的要點，以及為了使整個供應系統(tǒng)更加穩(wěn)定而對于時下流行系統(tǒng)所做的改善，力圖使讀者對廠務Slurry供應系統(tǒng)的品質控管有一個整體的了解，并對Slurry供應系統(tǒng)的結晶物問題的解決有所幫助。
關鍵詞：Slurry化學研磨液供應系統(tǒng) 制程相關系統(tǒng) 供應機臺 VMB閥箱 CMP化學機械研磨 研磨漿料
Study on the Slurry Delivery System in a 300 mm Semiconductor Foundry and Solve the Crystal problem initially
Xu ming and Huang Qi-yu
School of Microelectronics, Shanghai Jiaotong University, Shanghai, 200030 China
Abstract: To satisfy the quick developing demand of 200mm and 300mm foundry in china., this paper introduces the classification and basic components of the Facility Slurry Delivery System (SDS) in a 300mm semiconductor foundry. Additional points on safety design and quality control(Crystal) were analyzed. The authors also proposed improvement suggestions to some common problems in a SDS.
Keywords: SDS process related system CMP VMB Slurry
1. 引言
進入2008年，隨著中國半導體行業(yè)的繼續(xù)發(fā)展，晶圓代工業(yè)呈現(xiàn)出一片繁榮之勢。據(jù)資料顯示，截至2008年2月，國內(nèi)已建的12英寸線3條，正在建設的2條，擬建的4條；已建的8英寸線16條，在建的7條，擬建的2條。300mm生產(chǎn)線由原先單一Memory產(chǎn)品支撐，隨著SMIC上海Fab8投產(chǎn)、Inter Fab68開建，將轉由Memory與CMOS兩條產(chǎn)品線共同驅動。同時，在建項目的投資主體在集中，而投資區(qū)域繼續(xù)分散。[1]同時，從技術角度來看，0.13-0.11μm技術已進入量產(chǎn)階段。隨著晶圓面積的不斷增大（從200mm-450mm），集成電路的單位成本與價格不斷降低，但投資成本卻持續(xù)增高，由此導致生產(chǎn)線上出現(xiàn)的任何問題都有可能造成極大的損失。另外，由于制程的不斷發(fā)展，線寬越來越窄（從0.50-0.045μm），工藝的要求也越來越高，這些因素都對廠務各系統(tǒng)的持續(xù)無故障運行能力以及所提供的制程相關原料品質提出了更高的要求。
廠務的氣體、化學（包括研磨漿料Slurry系統(tǒng)）和純水系統(tǒng)為整條生產(chǎn)線提供氣體（特氣和大宗氣體）、化學品和純水，它們與晶圓表面直接接觸，所以這些系統(tǒng)被稱為制程相關系統(tǒng)。制程相關系統(tǒng)的穩(wěn)定與否直接關系生產(chǎn)線制造是否正常。本文將重點介紹300mm廠務Slurry供應系統(tǒng)的分類、架構、品質保證與監(jiān)控、安全設計，并且結合工作中出現(xiàn)的尤其是結晶問題進行了設計上的探討。
2. 目的與意義
本論文通過對Slurry供應系統(tǒng)設計的探討，具體解決其中出現(xiàn)的種種關于品質控管（包括結晶物）的問題。將使得廠務Slurry供應系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定，使其日常操作更加規(guī)范與方便，大大地提高該系統(tǒng)所供應的Slurry溶液的品質。
3. CMP及Slurry供應系統(tǒng)概述
3．1 CMP概述
20世紀80年代后期，IBM開發(fā)了CMP(chemical mechanical planarization, 化學機械平坦化)的全局平坦化方法。它成為20世紀90年代高密度半導體制造中平坦化的標準。沒有CMP，進行甚大規(guī)模集成電路(ULSI)晶圓生產(chǎn)就不可能。對于雙層大馬士革結構的銅布線，CMP是實現(xiàn)多層集成的關鍵工藝。[2]與傳統(tǒng)的平坦化技術（反刻，玻璃回流，旋涂膜層等等（未完，下一頁）
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