晶圆研磨主轴该如何执行量测?
监诊实绩|晶圆研磨主轴该如何执行量测?研磨制程中,深切影响晶圆品质的主轴由于具有护盖外壳量测数据容易有杂讯,该如何执行量测?
半导体研磨制程
半导体研磨制程是半导体制造中的一个重要步骤,通常用于微细化和平整化半导体晶片上的不同层次。半导体研磨的主要目的是制造薄型的晶片层,并确保层之间的平整度和表面品质。尤其以先进封装技术需要更好的散热性能,而研磨可以帮助制造更薄的晶片,同时提高散热性能,改进电子元件的性能。
研磨制程使用研磨机械设备,其中包括研磨盘、主轴、磨料等元件。这些机械设备能够以高精度控制的方式将晶片表面进行微细研磨。而研磨设备中,研磨主轴和主轴马达是两个重要的元件,它们之间的关系对于研磨的效果和制程稳定性至关重要。
研磨主轴的运动需要高度的精确控制,以确保研磨过程中的精度和表面品质。主轴马达应能够提供精确的速度和位置控制,以确保主轴能按照预定的参数进行运动。研磨过程中的振动可能对最终产品的品质产生不良影响。良好的马达应具有低振动和高稳定性,以确保研磨主轴在运动过程中保持平稳。
因此我们藉由管理主轴来确保研磨品质,由于主轴是设备中的核心,具有护盖保护,量测时若将感测器贴于主轴上,容易会有背景值的干扰,该如何执行量测?
监测说明
VMS-PH 设备动态分析仪 + VMS-RM 转子品质管理系统
利用VMS-PH 设备动态分析仪分别在有无负载的状况下运行,找出最适合安装感测器的量测位置,并藉由VMS-RM 转子品质管理系统长时间监测了解设备状态进行趋势化管理及预知保养的依据。
量测状况
1. 无负载静止升速至 30rpm 动态分析比较
结果:排除背景跳动因素马达本体运转皆低于 0.03,可作为负载量测比对位置
2.有负载动态分析比较
结果:从静止开始下压研磨的动态分析比较,以0.03 做门槛。
可得知001振动较大、002 最小,H1 > H3 > H4 > H2
3.有负载研磨液不同动态分析比较(量测位置:马达本体)
研磨介质: 水
研磨介质:研磨液
结果:研磨液的动态讯号略大于水。
4.有负载研磨液维修前后动态分析比较(量测位置:马达本体)

结果:维修后已降至0.03mm/s !
5.机台工作状况趋势化管理

测量结论
主轴护盖轴向由于背景干扰,因此马达本体为最佳量测位置。离主轴最近,可清晰得到研磨讯号。另外,研磨液的动态讯号略大于水。
利用RM学习当下机台振动Broadband值、频谱量作为监控依据。随着机台运行的变化进行工作状况趋势化管理,能够提早发现机台变化,并提供预知保养的依据。
转子健康监测系统有线式常见问题(FAQ)
晶圆研磨主轴为什么需要进行振动量测?
晶圆研磨主轴会直接影响研磨精度、表面平整度与製程稳定性。若主轴或主轴马达出现振动增加、不平衡、机构磨耗或运转不稳,可能造成晶圆表面品质下降、研磨不均、良率降低与设备停机。因此,透过振动量测掌握主轴运行状态,可作为预知保养与品质管理的重要依据。
研磨主轴量测时为什么不能只量测主轴护盖?
研磨主轴通常具有护盖外壳保护,若感测器只安装在主轴护盖位置,容易受到背景跳动、外壳结构与环境干扰影响,导致量测讯号不够准确。实际量测结果显示,马达本体位置较接近主轴动态来源,能更清楚取得研磨运行讯号,较适合作为长期监测位置。
晶圆研磨主轴的最佳量测位置在哪里?
依据本案例量测结果,主轴护盖轴向容易受到背景干扰,因此马达本体是较佳的量测位置。马达本体距离主轴运转来源较近,可清楚反映研磨过程中的动态讯号,也方便后续建立负载量测比对基准与长期趋势化管理。
为什么晶圆研磨主轴要比较无负载与有负载状态?
无负载量测可作为设备本体基准,用来排除背景跳动与机台自身干扰;有负载量测则可观察实际研磨下压、研磨液与工作条件对主轴振动的影响。透过无负载与有负载比较,可判断异常是来自设备本体、研磨条件,或是加工负载变化。
研磨液会影响研磨主轴的动态讯号吗?
会。案例中比较水与研磨液作为研磨介质时,结果显示研磨液的动态讯号略大于水。这代表不同研磨介质会改变主轴受力与振动状态,因此在进行长期监测时,应将研磨介质、製程条件与负载状态纳入判读依据。
VMS-PH 与 VMS-RM 如何协助研磨主轴预知保养?
VMS-PH 设备动态分析仪可用于不同量测位置、无负载与有负载条件下的动态分析,协助找出最适合安装感测器的位置。VMS-RM 转子品质管理系统则可长时间监测机台振动 Broadband 值与频谱量,建立趋势化管理基准,提前发现主轴状态变化,作为预知保养依据。