化学机械抛光多区压力解耦主动协同控制方法研究

With the rapid development of the semiconductor industry, chemical mechanical polishing (chemical mechanical polishing, CMP) has become one of the top technology in today's global manufacturing equipments.Multi-zones pressure decoupling cooperative control is essential to the CMP equipment including the polishing process and load-unload wafer process. The method of active cooperative control determines the quality of wafer surface and reliability of load-unload wafer. The reliability of load-unload wafer determines the reliability of the CMP equipment. The objectives of research focus mainly on: (1) Establish a multi-zones decoupling active cooperative control theory of flexible elastic materials; (2) Achieve a high reliable and adaptive algorithm; (3)Study and develop a set of fluid transmission control system to precise control the fluid of the process of load-unload wafer. The multi-zones pressure decoupling active cooperative control is a complex process as one of a set of mechanical, electrical, hydraulic and pneumatic. The study of process will have not only a breakthrough in theory, but be able to save a lot of manpower, materials and financial resources in practical. In addition, The achievement of research will fill the domestic blank, and break the blockade of foreign countries in the technology fields.

随着半导体产业的快速发展，化学机械抛光(chemical mechanical polishing, CMP)已成为当今全球制造装备中最顶尖技术之一。多区压力解耦主动协同控制方法研究是CMP装备中最重要且必不可少的一个环节，其包括多区压力解耦主动协同控制抛光以及装卸片。主动协同控制方法决定了晶圆表面抛光平坦度以及装卸片的可靠性，而装卸片的可靠性又决定整个装备的可靠性。 本项目研究目标是：①建立多区压力解耦主动协同控制柔性弹性体理论；②提出并实现一种具有高可靠性以及自适应性的装卸片算法；③研究并开发出一套流体传输控制系统以抑制流体对装卸片工艺的负面影响。 多区压力解耦主动协同控制是一个集机、电、液、气为一体的复杂过程，对该过程的研究不仅能够在理论上有所突破，而且在实践中能够节省大量的人力、物力和财力。此外，该研究成果能够填补国内CMP的空白以及打破国外在该技术领域的封锁。

随着半导体产业的快速发展，化学机械抛光(chemical mechanical polishing, CMP)已成为当今全球制造装备中最顶尖技术之一。多区压力解耦主动协同控制方法研究是CMP装备中最重要且必不可少的一个环节，装卸片的可靠性又决定整个装备的可靠性。.本项目研究内容有：①多区压力主动协同控制可靠装卸片的机理研究；②提提出并实现一种具有高可靠性以及自适应性的装卸片算法；③多区压力主动协同控制可靠装卸片的边界条件研究；④重新设计晶圆在位检测传感器；⑤研究并开发出一套流体精确传输控制系统。.通过机理以及边界条件研究，提出了一种可靠装卸片算法使得装卸片时间由原来的15s减少至7s左右，装片效率提高近一倍；可靠性由原来的70%提高至99.8%;通过重新设计在位检测传感器，使得传感器实验检测的成功率达100%;通过各区喷水实验研究，获得了最佳喷水策略，保证了装卸片的可靠性。该研究成果已经成功应用于CMP装备并投产，节省了大量的人力、物力和财力。此外，该研究成果能够填补国内CMP的空白以及打破国外在该技术领域的封锁。