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作者及研究机构
本研究的作者包括Sun-Joon Park、Hyun-Seop Lee和Haedo Jeong。其中，Sun-Joon Park和Haedo Jeong来自韩国釜山国立大学机械工程学院，Hyun-Seop Lee来自韩国东明大学机械工程系。Haedo Jeong是通讯作者，邮箱为hdjeong@pusan.ac.kr。

发表期刊及时间
该研究发表于《International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology》期刊，2025年1月第2卷第1期，页码为15-19页。

学术背景
本研究的主要科学领域是化学机械平坦化（Chemical Mechanical Planarization, CMP）过程中的信号分析与监测。CMP是一种通过化学和机械相互作用实现晶圆表面局部和全局平坦化的关键技术。随着半导体制造工艺的精细化，CMP过程的监测变得尤为重要，因为过程中的不一致性可能导致晶圆表面的非均匀去除、金属线欠抛光、介电材料侵蚀以及划痕等问题。声发射（Acoustic Emission, AE）监测技术因其能够捕捉高频信号而被广泛应用于工业领域，但在CMP过程中的应用仍具有挑战性。

本研究的目标是开发两种基于AE传感器的监测系统，分别采用无线和有线方式获取CMP过程中的AE信号，并通过信号分析揭示CMP过程中磨料和分子尺度现象的规律。

研究流程
1. AE监测系统的设计与实现
- 无线AE监测系统：该系统采用蓝牙模块，适用于旋转设备中的信号采集。其优点是可以轻松获取旋转设备中的信号，但只能采集均方根（RMS）信号，无法获取原始信号。
- 有线AE监测系统：该系统采用汞滑环（Mercury Slip Ring），能够获取原始AE信号，并支持快速傅里叶变换（FFT）分析。尽管其速度受限，但能够检测特定频率范围内的信号。

1. 实验设计

   • 无线AE监测实验：使用氧化层晶圆（Oxide Blanket Wafer）进行实验，通过蓝牙模块采集AE RMS信号，分析CMP过程中抛光与调节（Conditioning）的变化。
     
   • 有线AE监测实验：使用氧化层和铜晶圆（Copper Blanket Wafer）进行实验，通过汞滑环采集原始AE信号，并分析不同磨料（如钻石颗粒、去离子水、浆料）对信号的影响。
     

2. 信号分析

   • 无线AE信号分析：通过AE RMS信号的变化，监测CMP过程中抛光速度、调节方式等条件的变化。
     
   • 有线AE信号分析：通过FFT分析原始AE信号，揭示不同磨料和晶圆类型下信号频率特征的变化。
     

主要结果
1. 无线AE监测结果
- AE RMS信号能够有效反映CMP过程中抛光与调节的变化，尤其是在速度变化和调节方式改变时，信号表现出显著的过渡特征。
- 然而，AE RMS信号无法提供晶圆表面微观现象的详细信息，因为其动态范围有限，可能导致有价值信息的丢失。

1. 有线AE监测结果
   
   • 原始AE信号分析表明，铜晶圆在CMP过程中更容易产生划痕等缺陷，且不同磨料（如钻石颗粒、浆料、去离子水）对信号的影响显著。
     
   • FFT分析进一步揭示了铜晶圆和氧化层晶圆在不同频率下的信号特征。例如，铜晶圆在20 kHz和40 kHz附近表现出显著的振幅变化，而氧化层晶圆的频率特征则不明显。
     

结论
本研究通过无线和有线AE监测系统，成功实现了CMP过程中信号的采集与分析。无线AE系统适用于监测CMP过程的整体变化，而有线AE系统则能够捕捉晶圆表面微观现象的高频信号。研究结果表明，AE监测技术能够有效反映CMP过程中的磨料和分子尺度现象，为CMP过程的优化和缺陷控制提供了重要依据。

研究亮点
1. 开发了两种AE监测系统，分别针对CMP过程的整体变化和微观现象，具有较强的应用价值。
2. 通过FFT分析，揭示了不同磨料和晶圆类型下AE信号的频率特征，为CMP过程的精细化控制提供了理论支持。
3. 研究结果证明了AE监测技术在CMP过程中的有效性，为半导体制造工艺的优化提供了新的思路。

其他有价值内容
本研究还指出，未来的研究需要进一步探讨晶圆和耗材的变异性对AE信号的影响，以完善CMP过程的监测与控制方法。

以上报告详细介绍了本研究的背景、方法、结果和意义，为相关领域的研究者提供了全面的参考。