臺灣博碩士論文加值系統

半導體製程中要達到全域平坦化最有效的辦法，就屬化學機械研磨，
同時也是眾多奈米技術製程中，改善空間最大及不可或缺的重要製程步驟。
而化學機械研磨製程最主要耗材即是研磨墊；研磨墊使用壽命的長短，更是關係到成本考量、甚至包含製程穩定性等的重要因素；因此，各家半導體廠無不希望能夠在兼顧製程穩定度的前提下，設法延長研磨墊使用壽命，進而節省成本，提升企業競爭力。
目前化學機械研磨相關研究，大多探討研磨墊與修整器的關係，其實，在不改變製程變異性前提下，若能想盡辦法延長研磨墊使用壽命，便能更貼切符合國內各半導體廠要求；而本實驗論文，就是在不改變製程變異性而對研磨墊使用周期做分析探討，也就是在不動到修整情況下來實驗，此外，關於研磨墊的修整對於研磨墊特性影響的研究，這個領域目前並沒有完整的理論根據與驗證，因此相當值得後續對研磨墊特性與修整之間的關係，進行更深入的研究與討論。
最終目的，是希望歸納出研磨墊最大使用壽命，且爾後能再搭配其他製程參數，讓整個研磨技術發揮到最大功效；最終結果也是令人滿意的，從晶圓的表面平坦度、晶圓缺陷率以及研磨厚度(晶圓移除率) ，都可證實研磨墊最大使用壽命。

目錄
中文摘要 ................................................. I
英文摘要 ................................................. Ⅱ
致謝 ..................................................... Ⅲ
目錄 ..................................................... IV
第一章 緒論
1.1 前言 ............................................... 1
1.2 何謂CMP? ........................................... 2
1.3 文獻回顧 ........................................... 4
1.4 研究動機 ........................................... 6

第二章 化學機械研磨製程介紹
2.1 CMP原理 ............................................ 8
2.2 CMP主要影響因素 .................................... 10
2.2.1 研磨墊 ....................................... 11
2.2.2 修整器 ....................................... 14
2.2.3 研磨液 ....................................... 18

第三章 實驗設備儀器與規劃
3.1 實驗設備儀器 ....................................... 20
3.2 實驗製程參數項目 ................................... 22
3.3 實驗規劃 ........................................... 23











第四章 結果分析討論
4.1 晶圓缺陷率 ......................................... 24
4.1.1 研磨墊#1 ..................................... 24
4.1.2 研磨墊#2 ......................................28
4.2 晶圓平坦度 ......................................... 31
4.2.1 研磨墊#1 ..................................... 31
4.2.2 研磨墊#2 ..................................... 37
4.3 晶圓移除率 ......................................... 42
4.3.1 研磨墊#1 ..................................... 42
4.3.2 研磨墊#2 ..................................... 43

第五章 結論與未來展望
5.1 結論 ............................................... 44
5.2 未來展望 ........................................... 47

附錄 參考文獻 ............................................. 48











圖目錄
第一章 緒論
圖1-1 CMP化學機械研磨示意圖.............................. 3
圖1-2 研磨墊使用率分布圖................................. 6

第二章 化學機械研磨製程介紹
圖2-1 CMP 對晶片表面進行平坦化機......................... 8
圖2-2 化學機械研磨機構示意圖............................. 9
圖2-3 組合式研磨墊（IC 1000/SUBA IV）剖面圖............. 13
圖2-4 研磨墊表面在使用前後的氣孔堵塞狀況….............. 14
圖2-5 修整與否對於研磨速率之影響趨勢圖.................. 15
圖2-6 修整器壓力過大的研磨墊表面型態.................... 16
圖2-7 修整器壓力過小的研磨墊表面型態.................... 16
圖2-8 修整器壓力適當的研磨墊表面型態.................... 17

第三章 實驗設備儀器與規劃
圖3-1 EBARA EPO-222 機型外觀............................ 20
圖3-2 EBARA EPO-222 化學機械研磨機構實體圖.............. 21

第四章 結果分析討論
圖4-1 研磨墊#1超過使用週期缺陷率比較圖.................. 25
圖4-2 P33705900A 第1片晶圓缺陷圖........................ 26
圖4-3 P33705900A 第12片晶圓缺陷圖....................... 26
圖4-4 P33705900A 第25片晶圓缺陷圖....................... 27
圖4-5 研磨墊#2超過使用週期缺陷率比較圖.................. 28
圖4-6 P33403500A 第1片晶圓缺陷圖........................ 29
圖4-7 P33403500A 第12片晶圓缺陷圖....................... 29
圖4-8 P33403500A 第25片晶圓缺陷圖....................... 30
圖4-9 P33407100A 第1片晶圓Thickness & Range............. 32
圖4-10 P33407100A 第12片晶圓Thickness & Range............ 33
圖4-11 P33407100A 第25片晶圓Thickness & Range............ 33
圖4-12 P33705900A 第1片晶圓Thickness & Range............. 34
圖4-13 P33705900A 第12片晶圓Thickness & Range............ 35
圖4-14 P33705900A 第25片晶圓Thickness & Range............ 35
圖4-15 P33614000A 第1片晶圓Thickness & Range............. 37
圖4-16 P33614000A 第12片晶圓Thickness & Range............ 38
圖4-17 P33614000A 第25片晶圓Thickness & Range............ 38
圖4-18 P33606100A 第1片晶圓Thickness & Range............. 39
圖4-19 P33606100A 第12片晶圓Thickness & Range............ 40
圖4-20 P33606100A 第25片晶圓Thickness & Range............ 40
圖4-21 研磨墊#1 SiO2介電層移除量趨勢圖................... 42
圖4-22 研磨墊#2 SiO2介電層移除量趨勢圖................... 43

















表目錄
第一章 緒論
表1-1 研磨墊使用率分布表................................. 6

第二章 化學機械研磨製程介紹
表2-1 研磨液組成........................................ 19

第三章 實驗設備儀器與規劃
表3-1 實驗製程參數項目設定.............................. 22

第四章 結果分析討論
表4-1 研磨墊#1超過使用週期缺陷率比較表.................. 25
表4-2 研磨墊#2超過使用週期缺陷率比較表.................. 28

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