本文關(guān)鍵詞：超聲橢圓振動—化學(xué)機械復(fù)合拋光硅片技術(shù)的基礎(chǔ)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南京航空航天大學(xué)》 2008年

超聲橢圓振動—化學(xué)機械復(fù)合拋光硅片技術(shù)的基礎(chǔ)研究

楊衛(wèi)平  

【摘要】： 在深入分析國內(nèi)外化學(xué)機械拋光和超聲加工技術(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對硅片傳統(tǒng)化學(xué)機械拋光技術(shù)現(xiàn)狀及其存在問題,特別是隨著硅片直徑不斷增大,硅片拋光表面質(zhì)量和拋光效率成為一個亟待解決和提高的問題,提出了超聲橢圓振動—化學(xué)機械復(fù)合拋光硅片新技術(shù)的研究課題。該復(fù)合拋光技術(shù)是將超聲加工和化學(xué)機械拋光加工綜合為一體的新型加工技術(shù),它在傳統(tǒng)化學(xué)機械拋光基礎(chǔ)上,將超聲橢圓振動施加在拋光工具上,利用拋光工具產(chǎn)生的超聲橢圓振動,提高了化學(xué)機械拋光中所使用拋光液的效能,達到改善拋光效果的目的。本文通過試驗研究與理論分析相結(jié)合的方法,對復(fù)合拋光加工機理與工藝進行了深入研究,其主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點包括: 1.介紹了拋光工具超聲橢圓振動產(chǎn)生的工作原理,推導(dǎo)了拋光工具超聲橢圓運動的理論模型。研制了用于硅片表面及其邊緣拋光的拋光工具,并實際測試了拋光工具的頻率-阻抗特性和橢圓運動特性。 2.研制了能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)化學(xué)機械拋光,拋光工具做超聲縱向振動、超聲切向振動和超聲橢圓振動等不同振動方式的復(fù)合拋光方法的試驗系統(tǒng)。 3.基于化學(xué)機械拋光和超聲振動加工技術(shù),進行了復(fù)合拋光加工機理研究。應(yīng)用接觸力學(xué)理論,建立了硅片表面與拋光墊之間的接觸力學(xué)模型。在系統(tǒng)地研究化學(xué)機械拋光中各主要輸入?yún)?shù)對加工表面質(zhì)量影響的基礎(chǔ)上,建立了簡單實用的復(fù)合拋光材料去除率理論模型。對拋光工具做超聲縱向振動、超聲切向振動和超聲橢圓振動等三種復(fù)合拋光方法,進行了材料去除機理及加工表面質(zhì)量的理論研究,結(jié)果顯示拋光工具的超聲橢圓振動更有利于硅片綜合拋光效果的改善。 4.研究了一種在不破壞被加工件表面的情況下,對硅片等硬脆性材料微小去除量進行簡易、快速的測量方法。 5.進行了拋光工具的超聲性能、拋光壓力、拋光速度、拋光液供給量和拋光墊等,對硅片表面形貌、表面粗糙度和材料去除率等拋光試驗研究。 6.研究的超聲橢圓振動—化學(xué)機械復(fù)合拋光方法的工藝規(guī)律表明,在相同的拋光條件下,復(fù)合拋光技術(shù)與傳統(tǒng)化學(xué)機械拋光技術(shù)相比,拋光表面質(zhì)量明顯提高,材料去除率有較大增加,并且引入的描述拋光表面質(zhì)量的不平整率KR也得到明顯改善。 總之,復(fù)合拋光方法相對于傳統(tǒng)的化學(xué)機械拋光,無論在保證硅片拋光表面質(zhì)量還是材料去除率等方面都有了一定的提高,為豐富超精密加工理論、提高硬脆性材料的超精密加工技術(shù)等具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TG662
【目錄】：

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