簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 黃煜忠
論文名稱: 化學機械拋光修整製程中先進與硬焊鑽石碟磨耗特性之比較
The Comparison of Wear Behavior between Advanced and Brazed Diamond Disks for CMP conditioning process
指導教授: 左培倫
Pei-Lum Tso
口試委員:
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 84
中文關鍵詞: 化學機械拋光拋光墊鑽石碟修整器
外文關鍵詞: Chemical mechanical polishing, Pad, Diamond pad conditioner
相關次數: 點閱:2下載:0
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 化學機械拋光是目前半導體製程中達到全域平坦化最有效的技術,為了讓拋光製程持續穩定的進行且維持拋光效率,拋光墊須以鑽石修整器進行適當的修整以恢復其表面形貌及物理性質。常見的硬焊鑽石碟主要是單晶鑽石顆粒所硬焊而成,因切刃高低不均與方向不一致之故,會在拋光墊表面產生深淺不一之紋路,是造成晶圓拋光均勻度下降及缺陷產生的原因之ㄧ。
    因此本研究著重在中國砂輪公司所開發的次世代修整器-先進鑽石碟,其特點是擁有等高且等間距的多晶鑽石切刃,可在拋光墊上刻劃出細緻而均勻的紋路。從這兩種鑽石修整器磨耗之型態跟修整效能之關係實驗,隨著鑽石逐漸磨耗,修整效能也跟著降低,硬焊鑽石碟也因不可預期的磨損造成拋光墊粗糙度下降;而先進鑽石碟磨損之情形較均勻且無明顯鑽石破碎現象,所以有更長的壽命表現;後續利用實驗數據進行回歸分析推導修整率與鑽石磨耗高度關係之理論模式,可以藉由判斷鑽石磨耗高度了解拋光墊修整之情形,更充分地利用拋光耗材,節省成本與維持加工品質。


    目錄 摘要……………………………………………………………………I Abstract………………………………………………………………II 誌謝……………………………………………………………………III 圖片目錄………………………………………………………………VII 表格目錄………………………………………………………………X 第一章 簡介…………………………………………………………1 1-1 研究背景…………………………………………………………1 1-2 拋光墊……………………………………………………………4 1-3 拋光墊之修整……………………………………………………6 1-3-1 拋光墊修整器………………………………………6 1-3-2 拋光墊修整原理……………………………………13 第二章 研究動機與目標……………………………………………17 2-1 研究動機…………………………………………………………17 2-2 研究目標…………………………………………………………19 第三章 文獻回顧……………………………………………………20 3-1 拋光墊修整器……………………………………………………20 3-2 拋光墊修整特性…………………………………………………22 第四章 修整率理論推導……………………………………………26 4-1 材料移除型態……………………………………………………26 4-2 拋光墊修整率理論推倒…………………………………………27 4-2-1 修整率理論模型…………………………………27 4-2-2 鑽石刀刃磨耗高度對拋光墊移除率的影響……29 4-2-3 鑽石刀刃磨耗高度對刺入拋光墊的影響………30 4-3 本章小節…………………………………………………………31 第五章 實驗規劃與設備……………………………………………33 5-1 實驗規劃…………………………………………………………33 5-2 實驗材料與設備…………………………………………………40 5-2-1 實驗材料…………………………………………40 5-2-2 實驗機台…………………………………………42 5-3 實驗方法…………………………………………………………47 5-3-1 鑽石碟磨耗實驗方法……………………………47 5-3-2 鑽石碟刻紋及修整實驗方法……………………48 5-3-3 拋光墊量測及計算………………………………49 第六章 實驗結果與分析……………………………………………50 6-1 修整器鑽石之磨耗特性…………………………………………50 6-1-1 硬焊鑽石碟(BDD)磨耗特性 ……………………50 6-1-2 先進鑽石碟(ADD)磨耗特性 ……………………55 6-1-3 硬焊與先進鑽石碟磨耗情形比較………………59 6-2 修整實驗結果……………………………………………………64 6-2-1 修整器刻紋實驗結果……………………………64 6-2-2 拋光墊表面粗糙度比較…………………………67 6-2-3 修整器磨程度與拋光墊表面粗糙度的關係……69 6-2-4 修整率比較………………………………………73 6-3 除率理論分析與實驗結果比較…………………………………75 第七章 結論與展望…………………………………………………80 7-1 結論………………………………………………………………80 7-2 未來展望…………………………………………………………82 參考文獻…………………………………………………………………83

    [1]左培倫,黃志龍,“化學機械拋光技術發展趨勢”,機械工業雜
    誌,第206期,85年5月,pp.131-145。
    [2]土肥俊郎等著,王建榮,林必窈,林慶福等編譯,“半導體平坦
    化CMP技術”,全華科技圖書股份有限公司,89年6月再版。
    [3]戴寶通,“由物理機制談化學機械研磨設備”,電子月刊第三卷
    第四期,1997年4月。
    [4]Boumyoung , Hyunseop Lee, Kihyun Park, Hyoungjae Kim,
    Haedo Jeong,“Pad roughness variation and its effect on
    material removal profile in ceria-based CMP slurry”
    Journal of Materials Processing Technology,2008,vol
    203,no.3,pp541-546.
    [5]趙弘文,“化學機械研磨中單顆鑽石於研磨墊上作用之探討”國
    立台灣大學機械工程研究所碩士論文,民國九十二年六月。
    [6]宋建民,“超硬材料”,全華圖書初版,2000。.
    [7]James C.Sung, “Diamond Plaber for Shaveing Wafers”,
    KINIK Company。
    [8]K.H. Park , H.J. Kimb, O.M. Chang, H.D. Jeong, “Effects
    of pad properties on material removal in chemical
    mechanical polishing”Journal of Materials Processing
    Technology 187–188 (2007) 73–76
    [9]J. Sung, Y. L. Pai, “CMP Pad Dresser: A Diamond Grid
    Solution”,Advances in Abrasive Technology Ⅲ, The
    Society of Grinding Engineers, 2000
    [10]Sidney Huey, Steven T. Mear, Yuchun Wang,“Technological
    breakthrough in pad life improvement and its impact on
    CMP CoC”, IEEE/SEMI Advanced SemiconductorManufacturing
    Conference,pp.54-58,1999.
    [11]W. T. Tseng, L. C. Kang, J. H. Chin, P. Y. Cheng,
    “Distribution of pressure and its effects on the
    removal rate during chemical mechanical polishing
    process”, CMP-MIC conference, California, USA, 1998,
    pp.87.
    [12]T. C. Wang, T. E. Hsieh, Y. L. Wang, C. W. Liu, K. Y.
    Lo, J. K. Wang and William Lee, “A Novel Pad
    Conditioning Disk Design of Tungsten Chemical
    Mechanical Polishing Process for Deep Sub-Micron Device
    Yield Improvement”, National Chiao-Tung University,
    National Chiayi University and Kinik Company, Taiwan,
    R.O.C., 2001
    [13]洪佩文,“化學機械研磨中鑽石修整器修整特性之研究”, 台
    灣大學機械工程系碩士論文,2002年。
    [14]楊琦婷,“化學機械研磨中鑽石修整器磨耗之研究”,台灣大學
    機械工程系碩士論文,2002年。
    [15]黃哲浩,“化學機械拋光中鑽石修整器修整效能之研究”,清華
    大學動力機械工程系碩士論文,2005年。
    [16]J. Sung, Y. L. Pai, “CMP PAD DRESSER : A DIAMOND GRID
    SOLUTION”, Advances in Abrasive Technology Ⅲ, The
    Society of Grinding Engineers, 2000, pp189-196.
    [17]宋健民,“多晶鑽石刨平器:拋光墊的精密修整及硬脆材料的延
    性切削”,精密製造與新興能源機械技術專輯,2006年。
    [18]Y.Moon, “Mechanical Aspects of The Material Removal
    Mechanism in Chemical Mechanical Polishing (CMP)”,
    Dr.dissertation, Engineering-Mechanical Engineering,
    University of California, Berkeley, 1999
    [19]何碩洋,“化學機械拋光中拋光墊修整參數影響之研究”,清
    華大學動力機械工程系碩士論文,2002年。

    無法下載圖示 全文公開日期 本全文未授權公開 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)

    QR CODE