芯片在全球科技領(lǐng)域中具有重要意義,堪稱智能設(shè)備的“大腦”。而硅片作為芯片的襯底材料,它的表面質(zhì)量決定著芯片的性能。本文以兆聲振動(dòng)輔助硅片化學(xué)機(jī)械拋光工藝為基礎(chǔ),分析兆聲輔助拋光中一維接觸模型以及拋光液的分布特性。針對(duì)拋光液的分布做出仿真與實(shí)驗(yàn)分析,綜合分析兆聲輔助化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)理。首先分析了兆聲輔助拋光的關(guān)鍵要素,包括兆聲振動(dòng)拋光頭、拋光液、拋光墊,其中基于有限元與激光測(cè)振實(shí)驗(yàn)對(duì)兆聲振動(dòng)拋光頭的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)分析。研究了兆聲振動(dòng)在拋光液層產(chǎn)生的聲壓與聲輻射壓力,在此基礎(chǔ)上分析了兆聲輔助拋光中的接觸模型與拋光液的一維分布。利用多物理場(chǎng)仿真技術(shù),研究了兆聲振動(dòng)對(duì)拋光液流動(dòng)速度的影響,并進(jìn)行了拋光液從硅片邊緣進(jìn)入至中心區(qū)域以及兆聲振動(dòng)對(duì)促進(jìn)拋光液擴(kuò)散流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)研究。探究了有效拋光顆粒數(shù)量的變化及單個(gè)拋光顆粒所去除的材料體積,分析了兆聲輔助化學(xué)機(jī)械拋光中振動(dòng)的作用機(jī)理。研究結(jié)果表明,兆聲振動(dòng)拋光頭的振動(dòng)能量集中在工作面的中心區(qū)域,由于兆聲拋光頭的振動(dòng)作用,拋光區(qū)域中的拋光液層受到了聲輻射壓力。拋光液的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)表明,拋光液會(huì)在拋光墊的中心與邊緣區(qū)域匯集,而在硅片中心區(qū)域較少。兆聲振動(dòng)促進(jìn)了拋... 

【文章來(lái)源】：遼寧工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

經(jīng)典硅片化學(xué)機(jī)械拋光系統(tǒng)

圖 1.2 振子的橢圓運(yùn)動(dòng)示意圖 1.2 Schematic diagram of elliptical motion of osc艷等人[11,12]利用環(huán)形壓電振子研制了針利用振子質(zhì)點(diǎn)的橢圓運(yùn)動(dòng)與硅片接觸進(jìn)行

建立了硅片與拋光墊的接觸模型以及拋光液流動(dòng)模型，如圖1.4 所示。通過(guò)數(shù)值方法對(duì)拋光墊基體和粗糙峰變形情況進(jìn)行了模擬，分析了接觸壓力和流體壓力的分布情況。圖 1.4 拋光過(guò)程中的接觸模型Fig. 1.4 Contact model in polishing process浙江工業(yè)大學(xué)樓飛燕[26]將 CMP 中拋光液流體動(dòng)壓潤(rùn)滑做了數(shù)值分析。晶片和拋光墊的不同接觸方式，對(duì)應(yīng)著不同的潤(rùn)滑特性，如圖 1.5 所示，這就導(dǎo)致材料的去除速率及機(jī)理有所區(qū)別，獲得的表面質(zhì)量也不同。圖 1.5 拋光液的潤(rùn)滑特性Fig. 1.5 Lubrication characteristics of slurry大連理工大學(xué)周平等人[27]對(duì)電化學(xué)機(jī)械平坦化過(guò)程中拋光墊的混合軟彈流潤(rùn)滑行為做了數(shù)值研究，研究表明拋光液壓力分布呈現(xiàn)比較一致的分布趨勢(shì)。劉敬遠(yuǎn)等人[28]提出了針對(duì)硅片 CMP 拋光區(qū)域中的流體模型。拋光液有充足的連續(xù)補(bǔ)充，拋光墊與硅片之間的拋光液層處于流動(dòng)狀態(tài)，與此同時(shí)拋光墊的孔隙與表面粗糙峰中同樣具有拋光

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[7]基于超聲振動(dòng)的硅片邊緣拋光研究[D]. 鄭美超.遼寧工業(yè)大學(xué) 2015
[8]高頻壓電振子的振動(dòng)傳遞特性及拋光應(yīng)用研究[D]. 張玉成.遼寧工業(yè)大學(xué) 2015
[9]超聲波輸能能量收集器的研究[D]. 王鵬.黑龍江大學(xué) 2014
[10]接觸型超聲振動(dòng)化學(xué)機(jī)械拋光作用機(jī)理研究[D]. 劉政.遼寧工業(yè)大學(xué) 2014



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