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研究生:何碩洋
研究生(外文):Shuo-Young Ho
論文名稱:化學機械拋光中拋光墊修整參數影響之研究
論文名稱(外文):A Study of the Influence between CMP Pad Conditioning Factors
指導教授:左培倫
指導教授(外文):Pei-Lum Tso
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:動力機械工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:94
中文關鍵詞:化學機械拋光拋光墊修整修整率表面粗糙度
外文關鍵詞:CMPPolishing padPad ConditioningDressing rateSurface roughness
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化學機械拋光,是半導體製程中達到全域平坦化最有效的辦法,同時也是眾多製程中不可或缺的重要製程步驟。
拋光墊,是化學機械拋光製程主要耗材之一;而拋光墊使用壽命的長短,更是關係到製程穩定性、甚至於使用者成本等的重要因素;因此,半導體廠無不希望能夠在兼顧製程穩定度的前提下,設法延長拋光墊使用壽命,進而節省成本,提升企業競爭力。
根據研究,拋光墊使用壽命與拋光墊損耗程度之間,存在著相當密切的關係;然而,拋光墊的損耗除了是由拋光過程產生之外,其實絕大部分是由拋光墊的修整動作所產生。
因此,本研究基於以上考量,決定利用實驗模擬與理論推導並行方式,觀察六大修整參數:修整壓力、修整轉速、修整時間、拋光墊浸泡拋光液的時間、拋光墊使用程度以及拋光液酸鹼性等參數,分別對拋光墊表面粗度與拋光墊修除程度(修整率)的影響及變化趨勢。
本研究的最終目的,是希望歸納出在維持有效修整效果前提下,如何有效降低拋光墊因修整所造成的材料修除程度,同時並回復理想的拋光墊表面粗糙度。本研究最終結果顯示,選用較低的修整壓力與修整轉速,可有效降低拋光墊的修除程度,且拋光墊硬度以及拋光液酸鹼性,亦是關係到修除效果的一大關鍵,這些都是製程人員所必須重視的課題。
Chemical Mechanical Polishing (CMP) is the most effective way to achieve global planarization in semiconductor process. In addition, the polishing pad is one of the primary consumables in CMP. And the pad life will deeply influence the process stability and the cost of ownership. For this reason, we want to extend pad life in a premise of maintain process stability.
According to academic research, there are some relationship between pad life and removed degree of pad material. However, most of the pad material removed caused by pad conditioning. Therefore, we want to understand the properties variation of pad during pad conditioning process. And we will analyze the surface roughness and dressing rate of pad between several kinds of conditioning factors, such as conditioning pressure, conditioning velocity, conditioning time, soaking time of pad, degree of pad usage, and the pH of slurry, etc.
The purpose of my study is trying to reduce the removed degree of conditioning pad and arise the surface roughness of pad in a premise of achieve ideal conditioning effect.
Consequently, according to the experiment and theoretical results, the lower conditioning pressure and conditioning velocity will reduce the pad removal degree. And the pad hardness and the pH of slurry, etc, will influence the dressing rate at the same time.
中英文摘要
致謝
章節目錄
圖表目錄
第一章 簡介
1-1 研究背景
1-2 拋光墊
1-3 拋光墊之修整
第二章 研究動機與目的
2-1 研究動機
2-2 研究目標
第三章 文獻回顧
3-1 化學機械拋光的理論模型
3-2 拋光墊特性部分
3-3 拋光墊修整部分
第四章 實驗設備與規劃
4-1 實驗規劃
4-2 實驗設備
4-3 實驗材料
4-4 實驗方法
第五章 實驗結果
5-1 修整壓力的影響趨勢
5-2 修整轉速的影響趨勢
5-3 修整時間的影響趨勢
5-4 拋光墊浸泡時間的影響趨勢
5-5 拋光墊使用程度的影響趨勢
5-6 拋光液酸鹼性的影響趨勢
5-7 實驗結果重點整理
第六章 結果分析與討論
6-1 拋光墊模型之建構
6-2 修整率模式之建構
6-3 修整率模式與實驗結果之比較
第七章 結論與展望
7-1 拋光墊修整參數的影響趨勢
7-2 拋光墊模型與修整率模式
7-3 未來展望
附錄 參考文獻
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