Characterization of Pad–Wafer Contact and Surface Topography in Chemical Mechanical Planarization Using Laser Confocal Microscopy

材料科学 薄脆饼 共焦 接触面积 共焦显微镜 激光器 化学机械平面化 抛光 显微镜 复合材料 蓝宝石 光学 表征(材料科学) 显微镜 隐形眼镜 纳米技术 物理
作者
Ting Sun,Yun Zhuang,L. Borucki,Ara Philipossian
出处
期刊:Japanese Journal of Applied Physics [Institute of Physics]
卷期号:49 (6R): 066501-066501 被引量:27
标识
DOI:10.1143/jjap.49.066501
摘要

In this study, an optical method using laser confocal microscopy was developed to measure the surface contact area and topography of pads under a dry and static condition. A custom-made pad sample holder with a sapphire window and a miniature load cell was used to collect pad surface contact images at controlled loads. By extracting the black spots in the collected images, pad contact area and contact summit density were obtained. The analysis of a post polishing pad sample (8,289×921 µm 2 ) showed that the contact area increased from 0.026 to 0.045% when the pressure increased from 2 to 4 psi and increased further to 0.059% when the pressure increased to 6 psi. The contact summit density also exhibited a linear increase with the applied pressure. The above results were consistent with the Greenwood and Williamson theory, which predicted a linear relationship between pad contact area and contact summit density. Laser confocal microscopy was also used to measure pad surface topography by establishing probability density functions (PDFs) of pad surface height.
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