研磨墊 (Pad)/研磨布 (Cloth)

前言：

    研磨的第一件事，就是要有與被研磨物件產生摩擦力的東西，例如磨刀時候用的磨刀石、磨木製家具時候用到的砂紙、洗鍋子時候用到的菜瓜布...等，因此只要是能與晶片摩擦的物件皆可作來成為 CMP的材料，此材料不一定作成布狀、薄墊狀，只是因為大部分 CMP 機台的設計，用的是布狀、薄墊狀的研磨材料，所以一般工程師專注於研磨布的材料選擇。

    如果看了上一段的文字，就以為拿菜瓜布來磨晶片就可以了，那你將會發現用菜瓜布洗車的驚喜！欲哭無淚！黯淡無光喔！其實磨木製家具的砂紙也有粗細之分，洗鍋子時候用到的菜瓜布也是有軟硬之分的，一般的常識告訴我們，不會用菜瓜布來磨木製家具，也不會用砂紙來洗鍋子，因為我們必須考慮到摩擦物與被摩擦物件的相關性，要求的移除速率、所產生的表面粗糙度、及所產生的表面局部刮傷的深度、寬度與長度！！因此選擇作為研磨布的材料多半以高分子發泡材料、或不織布材料為大宗。

    晶片的線寬逐漸縮小下，薄膜移除厚度或剩餘厚度的誤差也縮小到 100A以下，甚至到 20A以下，所以研磨率的控制非常重要！同時薄膜表面的粗糙度也縮小到 Range < 5A/1um或更小, 當然破壞性刮傷更是不可以發生！這些都與研磨布和研磨液的選擇息息相關。

Polishing Pads

Soft Pads

Excellent textural uniformity over the entire wafer but planarity is relatively poor (ex. Rodel's Suba series)

Hard Pads

Much better planarity, but wafer non-uniformity is generally higher (ex. Rodel's IC series)

Composite Pads

IC1000 provides local planarity, Suba provides global compliance for good uniformity

　

研磨布的品質控制

　  研磨布的材料目前多使用多孔性的PU材料、不織布材料、發泡性泡棉材料等，各有其軟硬的特性、應力分散的特性、表面粗糙的特性等，所以目前用下列項目來判斷研磨布的品質...

    1.表面顏色、異物目檢

    2.直徑、厚度及其分布

    3.硬度(Hardness)

    4.單元密度、區域密度(Density)

    5.壓縮度(Compressibility)

    6.表面加工後目檢

    7.背膠厚度、均勻度

    8.SEM截面檢查(Profile)

　

研磨布製程選擇上的考量

    研磨布幾乎都是高分子材料，所以依然存有原材料(聚合物分子)的散亂因子，以及在形成過程中(溫度、反應機制)的散亂因子。因此研磨墊的物性分布影響 CMP的製程結果；另外在研磨時，化學物質的堆積、Dressing 所造成的表面變化也是一項散亂因子。
    1.研磨墊對研磨液的保持性要很好，以得到高效率研磨
    2.研磨墊表面要有是當的硬度，以確保平坦性較好、及較高品質
    3.研磨墊能隨著晶片的彎曲(Bending)而形變，以得到較好均勻性
    4.可以把研磨的副產物排出，以便有好的再現性
    5.減少研磨墊材料的不純物，以便有好的清洗效果
    6.對不同材質的晶片表面，有明顯不同的摩擦係數，以便終點偵測

常見的研磨布製造/供應商

    1. Rodel(美),  Rodel Nitta (日)

    2. Freudenberg

    3.


　

　

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