【摘 要】
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晶圆广泛应用于电子电路与光学仪器等超精密加工及检测领域,其中膜厚与光学常数是晶圆膜的重要参数,对晶圆起决定性作用。目前仍然存在晶圆膜厚与光学常数反演精度低、时间久,以及晶圆加工抛光终点精确判定问题。本文提出两种基于白光反射光谱的反演算法以及一种基于白光反射法的CMP终点判定方法,提高了精度,减少了运行时间。主要工作内容如下:1)使用白光光源、QE PRO光谱仪、光纤等设备,搭建了一套晶圆膜白光反射
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晶圆广泛应用于电子电路与光学仪器等超精密加工及检测领域,其中膜厚与光学常数是晶圆膜的重要参数,对晶圆起决定性作用。目前仍然存在晶圆膜厚与光学常数反演精度低、时间久,以及晶圆加工抛光终点精确判定问题。本文提出两种基于白光反射光谱的反演算法以及一种基于白光反射法的CMP终点判定方法,提高了精度,减少了运行时间。主要工作内容如下:1)使用白光光源、QE PRO光谱仪、光纤等设备,搭建了一套晶圆膜白光反射谱测量装置,通过实验测得晶圆膜相对应的反射率值。2)通常采用反射率极值包络线法计算预估膜厚,但此方法要求薄膜具有一定厚度,否则计算精度不高。因此使用采样拟合的方法,对其进行了改进,可以在膜厚更薄时使用。通过调整步长,计算预估膜厚,增加了适用范围并大大缩小了后续计算的模型空间。3)通过改进的自适应遗传算法（AGA）与单纯形法（SM）相结合,构建了两种不同结合形式的混合算法。算法精度相较于SGA均得到明显提升,其中SM-AGA1精度高,计算速度大幅提升,SM-AGA2稳定性稍逊色,精度略低但计算速度最快。4)提出了一种基于白光反射法的化学机械抛光（CMP）在线终点判定方法。前期通过SM-AGA1对薄膜的厚度与折射率进行拟合,再以390-780nm之间的反射率平均值作为特征值得到了不同膜厚条件下的反射率平均值参照表。最后采用实时反射率与预设膜厚反射率的差方和、特征值大小以及变化趋势这两个条件,快速判断出CMP加工过程中抛光材料的变化情况并确定何时达到CMP终点。
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