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研究生: 黃瑋杰
Huang, Wei-Jie
論文名稱: 修正用鑽石碟對拋光墊之特性研究
A Study on Dressing Polishing Pad with Truing Diamond Disk
指導教授: 左培倫
Tso, Pei-Lum
口試委員: 鄧建中
顏丹青
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 82
中文關鍵詞: 化學機械拋光鑽石修整器鑽石軌跡修整平坦化
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  • 化學機械拋光為半導體製程中達到平坦化之眾多方法裡最有效的一種。隨著晶圓尺寸之提升,以及線寬不斷降低的發展趨勢,平坦化相關技術之提升勢在必行。而目前在拋光墊的修整時有兩大問題,一是拋光墊上的鈍化纖毛無法全面的移除,會有修整不到的纖毛;二是修整時遺留的殘屑與鈍化磨粒無法有效地與拋光墊分離及移除。這兩個問題在晶圓拋光時,會使晶圓表面產生更多個刮痕缺陷,因而降低製程品質。若能改善此二問題,必能提升效率及製程品質。
      本文針對第一個問題提出解決方法,期望能利用由中國砂輪公司生產的修正用鑽石碟(Truing Diamond Disk, TDD)其鑽石磨粒為刀片式之特性,在短時間內有效地將鈍化纖毛全面移除。本文由軌跡模擬、理論推導及實驗的證實,分析TDD是否能有效解決鈍化纖毛之問題。其次因為TDD修整拋光墊時,其表面無細小之纖毛,因此在拋光時無法有效移除材料。此時便需要更換修整器,藉此修整出纖毛。在論文中利用超聲振動解決此問題,如此便不須更換修整器。最終能利用TDD配合超聲振動能使晶圓製程的品質提升。


    摘要 I Abstract II 章節目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 X 第一章 緒論 1 1-1 研究背景 1 1-2 化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing,CMP) 3 1-2-1 CMP製程主要影響參數 4 1-2-2 拋光墊 6 1-2-3 拋光墊之修整( Pad Conditioning ) 10 1-2-4 修整器 12 1-2-5 修正用鑽石碟 13 1-3超聲波輔助加工(Ultrasonic Assisted Machining,UAM) 15 1-3-1 超聲波原理 16 1-3-2 壓電效應 16 1-4 文獻回顧 18 1-5 研究動機 23 1-6 研究目的 24 第二章 理論分析 25 2-1 理論分析 25 2-1-1 切深及線寬 25 2-1-2 鑽石軌跡 26 2-2 模擬規劃 27 2-2-1 模擬指標 27 2-2-2 修整參數分析 28 第三章 實驗規畫與設備 31 3-1實驗規劃 31 3-1-1 修整器修整性能之研究 33 3-1-2 超聲振動配合修整器對於纖毛產生之影響 33 3-2 染料標誌實驗及修整實驗 35 3-2-1 實驗方法 36 3-2-2 照片數據的取得 36 3-2-3 照片數據的量化 37 3-2-4 程式介紹與程式流程圖 37 3-3 超聲輔助修整實驗 38 3-3-1 超聲振動系統量測實驗 38 3-3-2 超聲振動模式下機制之探討 38 3-4 實驗設備 39 3-4-1 拋光機 39 3-4-2 超聲振動構件 40 3-4-3 訊號產生器 41 3-4-4 功率放大器 42 3-4-5 換能器 42 3-4-6 電路旋轉連接器 43 3-5 量測設備 45 3-5-1 三次元表面輪廓量測儀(WYKO) 45 3-5-2 雷射都卜勒振動量測儀 45 3-5-3 掃描式電子顯微鏡 46 3-5-4 FUJIFILM FinePix F500EXR 47 3-5-5 表面粗糙度量測設備 47 3-6 實驗材料 49 3-6-1 拋光墊 49 3-6-2 拋光液 50 3-6-3 修整器 50 第四章 結果與討論 52 4-1 模擬結果 52 4-1-1 程式介紹 52 4-1-2 軌跡模擬 54 4-1-3 修整參數分析 55 4-2實驗結果 63 4-2-1 染料標誌實驗及修整實驗 63 4-2-2 超聲振動構件特性量測 67 4-2-3 超聲輔助修整實驗 72 第五章 結論與未來展望 75 5-1 結論 75 5-2未來展望 77 5-3 TDD刀片數量的分析 78 附錄 參考文獻 80

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