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基于可制造性设计研究及测试芯片设计

作　者: 唐海霞
导　师: 叶兵
学　校: 合肥工业大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: 可制造性设计成品率化学机械抛光测试芯片工艺
分类号: TN402
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 108次
引　用: 1次
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内容摘要

随着集成电路进入超深亚微米阶段,半导体制造工艺中广泛采用了一些新技术——亚波长光刻技术、铜电镀技术、化学机械抛光技术。这些新技术在带来好处的同时,也产生了一些新缺陷,这些缺陷对芯片的电学性能及良率产生了一定的影响,特别是在超深亚微米阶段,以往不予考虑的缺陷现在却对芯片造成致命的威胁,甚至使芯片失效。本文从化学机械抛光和测试芯片两个方面对可制造性和成品率问题展开了分析和研究。首先介绍了可制造性设计和集成电路设计流程;其次分析了目前影响超深亚微米级集成电路成品率问题的几种误差因素,如光学临近效应、化学机械抛光、随机误差、系统误差等,着重介绍了化学机械抛光对超深亚微米级集成电路成品率和性能的影响。再从测试芯片设计方面对可制造性问题进行了研究,该测试芯片可同时测量电阻与电容,大大节约了测试芯片面积,同时也使得测量精确度有了提高;最后,通过对化学机械抛光和测试芯片研究,本文提出了今后需要做的工作以及对本次工作做的了总结。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-17
  1.1 集成电路的发展历史及其设计流程  12-14
  1.2 集成电路的制造工艺  14
  1.3 纳米集成电路的可制造性问题  14-15
  1.4 用于可制造性问题的测试芯片设计  15
  1.5 目前世界上的研究状况  15-16
  1.6 本文完成的主要工作  16-17
第二章集成电路的可制造性设计、物理设计规则  17-29
  2.1 成品率问题  18-20
    2.1.1 随机误差  18-19
    2.1.2 系统误差  19-20
  2.2 工艺的良率问题  20-26
    2.2.1 工艺可变性问题  20-21
    2.2.2 光刻问题  21-23
    2.2.3 CMP 问题  23-26
  2.3 涉及到可制造性问题的物理设计规则  26-27
  2.4 用于可制造性研究的测试芯片  27-29
第三章基于可制造性设计的化学机械抛光技术  29-44
  3.1 化学机械抛光原理、抛光设备及消耗品介绍  29-35
    3.1.1 化学机械抛光设备及消耗品介绍  29-33
    3.1.2 化学机械抛光模型介绍  33-35
  3.2 化学机械抛光后缺陷、目前的解决方法  35-42
    3.2.1 基于设计规则的金属填充  37-38
    3.2.2 基于模型的金属填充  38-42
  3.3 CMP 技术研究现状与存在的问题  42-44
第四章用于可制造性设计研究的测试芯片设计  44-61
  4.1 测试芯片设计背景、目的  44-46
  4.2 基本测试结构及注意事项  46-51
    4.2.1 CBCM 电容测试结构  46-48
    4.2.2 comb-meander 互连测试结构  48-51
  4.3 测试芯片原理  51-54
  4.4 测试芯片描述  54-60
    4.4.1 一些参数定义  54-55
    4.4.2 芯片布局  55
    4.4.3 PAD 说明  55-56
    4.4.4 芯片整体结构  56-57
    4.4.5 单元模块版图示意图  57-60
  4.5 总结  60-61
第五章总结与展望  61-63
附录：攻读硕士期间发表的论文  63-64
参考文献  64-67

基于可制造性设计研究及测试芯片设计

内容摘要

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