化學機械研磨墊之設計與動態黏彈模擬分析研究

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題名:	化學機械研磨墊之設計與動態黏彈模擬分析研究 Study on CMP pad design and dynamic viscoelastic simulation analysis
作者:	陳勁弛 Chen, Jin-Chih
貢獻者:	化工與材料工程系
關鍵詞:	化學機械研磨墊;壓縮模擬;動態機械分析;研磨墊溝槽效應 CMP pad;simulation of compression;Dynamic Mechanical Analysis;effects of grooving
日期:	2008
上傳時間:	2008-09-26 09:13:52 (UTC+8)
摘要:	本論文研究之方向，主要是藉由不同的熱固性樹脂(Polyurethane / Epoxy)及發泡方式(Physical / Chemical)所設計的化學機械研磨墊，模擬研磨墊受化學研磨液、溫度作用前後其物性、化性及形態學之變化。此外，設計及切割成具不同表面花樣(X-Y及K形狀)之溝槽(Grooving)，進行大面積且具溝槽之研磨墊進行壓縮行為模擬，並以小型試片進行DMA(動態機械分析儀)壓縮模擬做探討，以比較大面積與小型試片的壓縮行為與DMA之分析。另外，對於不同發泡型態所設計的研磨墊，以SEM(電子顯微鏡)進行觀察，分析其孔洞型態與表面所形成纖毛(Asperity)的差異及接觸角的變化並對於SEM結果與α-STEP(表面輪廓儀)做一比對。此外，對於研磨墊受溫度、研磨液化學效應的影響，造成微結構的變化以ATR-FTIR模擬受研磨液作用及不同時間下其結構的改變。研究分析結果發現： 1. 環氧樹脂研磨墊在浸泡酸性研磨液中穩定性較差，易發生交聯形式的降解；浸泡在鹼性研磨液則易產生鹼水解導致分子間作用力下降。而聚胺酯研磨墊浸泡酸性研磨液後較為穩定，但仍可由FTIR中觀察到酯基斷裂的變化；在鹼性研磨液中PU研磨墊胺酯基上易受到親核攻擊，導致物性產生變化。 2. 對於大型具有溝槽的雙層研磨墊，其溝槽造成壓縮能量損失效應在Epoxy/PU sub pad 研磨墊較為明顯，其中以xy-Grooving有較高的壓縮能量損失而K-Grooving壓縮能量損失較小。PU研磨墊其溝槽效應造成滯後能量損失較不明顯。當設計硬度及壓縮回彈率較低的PU Sub-pad則會有較高的壓縮量能損失，而POE Sub-pad則反之。DMA的分析中硬度較高的POE Sub pad其壓縮模數較高；於潤濕的環境下PU Sub pad則因Top pad受水增塑的影響降低其模數與阻尼。 3. 利用SEM與表面輪廓儀分析結果發現，孔洞型態與分佈對於研磨墊表面纖毛有直接的影響，其中物理發泡研磨墊具有密集且均勻分佈的微孔洞能使研磨墊表面形成較多且均勻的纖毛，此外，物理發泡的纖毛亦會使研磨墊表面產生較高的接觸角。
顯示於類別:	[化工與材料工程系(所)] 【化工與材料工程系】博碩士論文

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