国中兴大学机械工程学系
NATIONAL CHUNG-HSING UNIVERSITY MECHANICAL ENGINEERING
指导教授:蔡志成 王国祯
师 师
组员:蔡沛源 48961104 耕舜 王星翔 侯思吉 48961124 报告者 48961143 48961148
完成日期:2003/4/8
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目
一,缘起…………………………………………………………..PAGE 1
二,CMP 目前技术的讨……………………………………… . .PAGE 2~PAGE5
三,功能描述……………………………………………………..PAGE 5~PAGE9
四,初步设计与评估……………………………………………..PAGE 9~PAGE 16
五,进方法与步骤……………………………………………..PAGE17~PAGE19
,工作项目及工作分配………………………………………..PAGE19
七,进规划……………………………………………………..PAGE20~21
八,预定组件规格及经费支出………………………………..PAGE22
九,考资……………………………………………………..PAGE23
十,附(机台之整体结构图及爆炸图)图) …………………..PAGE24~PAGE25
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一,缘起
在大一,大二,大三上学期这一段算短的日子,我们断地学习一些基础的,包 括:固体学,体学,热学,机构学,电学,自动控制……等.这些课程使我们具 备分析系统的基本能,而我们又在机械设计的课程中学到设计的基本概.但是,学 这麼多东西总让人有种纸上谈兵的感觉.过从这个学期开始,和之后的一整,我们的 所学终於有机会在「机械设计与专题实作」之中得到发挥,这是人十分兴奋的事. 「半导体制程设备线性 CMP」是我们几个夥伴在详细讨之后所决定的题目,选择它的原 因是因为我们要对＂CMP″这个之前从未听过的技术作深入的解,并对学长姐设计的机台 作改或重新设计,并赋予它多自动化的功能,这牵涉到一些的分析,机构设计,控 制系统的设计和制作……的问题,尤其在控制系统的设计和制作方面是我们最较欠缺也有待 学习的能.这个题目对我们而言既新鲜又富有挑战性,有十分大的空间可让我们发挥,我 们可在这个题目中发挥我们的创意,验证我们学习过的,并学习新东西,这是我们选择 这个题目最重要的原因. 经过同学间多次的讨,师,学长的指导,我们有一些构想和初步的设计,以下 会逐一讨,并对整个专题的完成,规划出时间表,对人,经费作出分配,期待我们能按 此计画,达成预期的目标. 然而何谓 CMP 呢 而它为何在半导体上有占有一席地位呢 以下则将分别介绍 CMP 的功 用及其重要性,让大家对 CMP 有初步的认与解. 1.何谓 CMP CMP 即是化学机械抛光(Chemical mechanical Polishing) ,又因通常可以用做为晶圆的平 坦化技术,故又称化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization).传统上的抛光可分为 化学抛光和机械抛光种.化学抛光其抛光高产生破坏深较浅,但相对地抛光速很 慢且容有雾斑的产生.机械抛光则产生的破坏深较深,且为化学抛光低,者各有 其弊.而 CMP 则是结合者的优点,用加工液与工件进化学反应,藉以软化工件并适 当移除,再加上微子与加工面的机械式摩擦,而得以进高效及高的抛光
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技术.目前正大用於 IC 制造的平坦化过程中,大大地提升晶圆的抛光以及抛光速. 2.CMP 的重要性: 从早期的真空管,电晶体,乃至於固态元件,这十半导体的发展可谓一日千.如今 半导体发展上的一个新瓶颈是"晶圆平坦化处".由於矽晶圆尺寸的愈加变大,从 8 吋往 12 吋以上发展中,再加上最小线宽也愈加小,甚至朝 0.13m 以下的制程迈进,难想像晶 体电的电晶体及属导线断微细化的结果,将导致积体电朝向密集化的想前进. 此外,半导体制程的另一项趋势是把电往上堆叠,只要把绝缘层置於层电中间, 可把整个薄膜导线层往上堆叠高达 4~8 层以上.而以上这种制程趋势势必将遇到技术上的 难题,也就是晶圆平坦化的问题.倘晶圆表面凹凸的变动范围过大,那在进曝光机对焦 时(特别是对於短波的黄光微影技术) ,其解析和焦点深(Depth of Focus,DOF)将无法同时 兼顾,也就是提高解析后,要同时对凹面与凸面对焦就会有困难.也因此为使凹凸 面同时对焦,,势必将晶圆表面的凹凸程至焦点深的变程以下,故晶圆表面平坦化 就显的格外重要.此外在多层导线技术中,层与层间的平坦化(如绝缘膜与属膜等) ,皆是 导线多层化的重要因素,此外可实现镶嵌法(Damascene)的导线形成过程等等.

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