本文關(guān)鍵詞：雙面拋光均勻性影響因素仿真研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：半導(dǎo)體硅材料是電子信息產(chǎn)業(yè),尤其是集成電路產(chǎn)業(yè)的主體功能材料,硅片的制作加工技術(shù)已經(jīng)成為世界電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要動力。隨著硅片直徑越來越大與集成電路特征尺寸越來越小,對單晶硅片表面的平坦化提出了更高的要求,雙面化學(xué)機械拋光加工是硅晶片超平滑表面加工最有效的技術(shù)手段之一,然而在實際生產(chǎn)加工過程中,化學(xué)作用和機械作用相互交替,多個變量相互作用,變量微小變化會影響硅片、拋光液與拋光墊接觸之間的關(guān)系,以及離心力作用使拋光液及磨粒在拋光墊上分布不均勻,從而會產(chǎn)生邊緣過拋、拋光不均勻等現(xiàn)象。這不但造成資源浪費,產(chǎn)能過低,甚至?xí)斐蒊C性能的退化。本文以單晶硅片為研究對象,使用化學(xué)、幾何學(xué)等理論以及計算機仿真技術(shù),在全面分析化學(xué)機械拋光加工中均勻性問題研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,利用理論分析、數(shù)值模擬和實驗研究,基于Solid Works、FLUENT和MATLAB等軟件研究了拋光盤轉(zhuǎn)速、拋光壓力和拋光液入口形式等工藝參數(shù)對雙面拋光均勻性的影響規(guī)律。主要研究工作如下:(1)分析了單晶硅片雙面化學(xué)機械拋光的化學(xué)反應(yīng)機理和材料去除機理,基于preson方程建立了基于拋光盤轉(zhuǎn)速的均勻性函數(shù),分析拋光壓力、拋光液入口形式、拋光墊、溫度、拋光液PH值以及磨料粒徑等參數(shù)對單晶硅片雙面拋光均勻性的影響。(2)基于Solid Works和FLUENT軟件建立了單晶硅片雙面化學(xué)機械拋光的三維幾何模型和流場流動模型,確定邊界條件,通過仿真分析,得到不同拋光盤直徑下的速度、壓力以及拋光液入口數(shù)量對拋光均勻性的影響規(guī)律。仿真研究結(jié)果表明:當(dāng)晶片公轉(zhuǎn)速度與自轉(zhuǎn)速度之和等于上下拋光盤轉(zhuǎn)速時,雙面拋光均勻性最好;隨著壓力的增大,雙面拋光均勻性越差;隨著拋光液入口數(shù)量的增加,雙面拋光均勻性越好,當(dāng)數(shù)量增加到一定值后,繼續(xù)增加入口數(shù)量,對拋光均勻性沒有影響。(3)通過實驗對仿真結(jié)果進行了驗證。選取不同拋光盤轉(zhuǎn)速、拋光壓力和拋光液入口數(shù)量在雙面化學(xué)機械拋光設(shè)備上進行實驗,實驗結(jié)果表明仿真研究結(jié)果準(zhǔn)確可信。本課題研究對實際生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義,同時也為單晶硅片的更高精度的雙面拋光提供參考。
【關(guān)鍵詞】：單晶硅片 雙面化學(xué)機械拋光 均勻性 仿真
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 雙面化學(xué)機械拋光基本原理10-11
• 1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文的研究內(nèi)容13-15
• 第2章 雙面化學(xué)機械拋光均勻性影響因素分析15-26
• 2.1 單晶硅片雙面拋光化學(xué)反應(yīng)機理15-16
• 2.2 單晶硅片雙面拋光材料去除機理16-19
• 2.2.1 單晶硅片拋光技術(shù)16-18
• 2.2.2 雙面化學(xué)機械拋光材料去除模型18-19
• 2.3 單晶硅片雙面拋光均勻性影響因素分析19-23
• 2.3.1 上下拋光盤轉(zhuǎn)速對雙面拋光均勻性的影響19-21
• 2.3.2 拋光壓力對雙面拋光均勻性的影響21
• 2.3.3 拋光液入口形式的影響21
• 2.3.4 拋光墊的影響21
• 2.3.5 溫度的影響21-22
• 2.3.6 拋光液PH值的影響22
• 2.3.7 磨料粒徑大小的影響22-23
• 2.4 CFD方法和FLUENT軟件簡介23-25
• 2.4.1 計算流體力學(xué)CFD的概述23-25
• 2.4.2 FLUENT軟件簡介25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第3章 基于FLUENT軟件的雙面拋光均勻性影響因素仿真26-47
• 3.1 速度對雙面拋光均勻性的影響26-29
• 3.1.1 建立流場域幾何模型26
• 3.1.2 建立流場域網(wǎng)格26
• 3.1.3 確定邊界條件26-27
• 3.1.4 仿真計算結(jié)果及分析27-29
• 3.2 拋光壓力對雙面拋光均勻性的影響29-32
• 3.2.1 建立流場域幾何模型和流場域網(wǎng)格29-30
• 3.2.2 確定邊界條件30
• 3.2.3 仿真計算結(jié)果及分析30-32
• 3.3 拋光液流場入口形式對均勻性的影響32-46
• 3.3.1 流場域幾何模型的建立32-34
• 3.3.2 流場域網(wǎng)格的建立34-35
• 3.3.3 確定邊界條件35
• 3.3.4 仿真計算結(jié)果及分析35-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 單晶硅片雙面拋光均勻性實驗研究47-54
• 4.1 實驗裝置47
• 4.2 實驗材料及其工藝47-48
• 4.3 拋光后單晶硅片表面的處理48
• 4.4 工藝參數(shù)對拋光均勻性的影響及分析48-50
• 4.4.1 拋光壓力對拋光均勻性的影響及分析49-50
• 4.4.2 拋光速度對拋光均勻性的影響及分析50
• 4.5 工藝參數(shù)對材料去除率和表面粗糙度的影響及分析50-53
• 4.5.1 拋光壓力對材料去除率和表面粗糙度的影響及分析51-52
• 4.5.2 拋光速度對材料去除率和表面粗糙度的影響及分析52-53
• 4.6 本章小結(jié)53-54
• 第5章 結(jié)論與展望54-56
• 參考文獻56-59
• 致謝59-60
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)成果60

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  本文關(guān)鍵詞：雙面拋光均勻性影響因素仿真研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：273126