芯片在全球科技領域中具有重要意義,堪稱智能設備的“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。本文以兆聲振動輔助硅片化學機械拋光工藝為基礎,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。針對拋光液的分布做出仿真與實驗分析,綜合分析兆聲輔助化學機械拋光機理。首先分析了兆聲輔助拋光的關鍵要素,包括兆聲振動拋光頭、拋光液、拋光墊,其中基于有限元與激光測振實驗對兆聲振動拋光頭的工作原理進行了詳細分析。研究了兆聲振動在拋光液層產(chǎn)生的聲壓與聲輻射壓力,在此基礎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。利用多物理場仿真技術,研究了兆聲振動對拋光液流動速度的影響,并進行了拋光液從硅片邊緣進入至中心區(qū)域以及兆聲振動對促進拋光液擴散流動的實驗研究。探究了有效拋光顆粒數(shù)量的變化及單個拋光顆粒所去除的材料體積,分析了兆聲輔助化學機械拋光中振動的作用機理。研究結(jié)果表明,兆聲振動拋光頭的振動能量集中在工作面的中心區(qū)域,由于兆聲拋光頭的振動作用,拋光區(qū)域中的拋光液層受到了聲輻射壓力。拋光液的流動實驗表明,拋光液會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。兆聲振動促進了拋... 

【文章來源】：遼寧工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

經(jīng)典硅片化學機械拋光系統(tǒng)

圖 1.2 振子的橢圓運動示意圖 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)點的橢圓運動與硅片接觸進行

建立了硅片與拋光墊的接觸模型以及拋光液流動模型，如圖1.4 所示。通過數(shù)值方法對拋光墊基體和粗糙峰變形情況進行了模擬，分析了接觸壓力和流體壓力的分布情況。圖 1.4 拋光過程中的接觸模型Fig. 1.4 Contact model in polishing process浙江工業(yè)大學樓飛燕[26]將 CMP 中拋光液流體動壓潤滑做了數(shù)值分析。晶片和拋光墊的不同接觸方式，對應著不同的潤滑特性，如圖 1.5 所示，這就導致材料的去除速率及機理有所區(qū)別，獲得的表面質(zhì)量也不同。圖 1.5 拋光液的潤滑特性Fig. 1.5 Lubrication characteristics of slurry大連理工大學周平等人[27]對電化學機械平坦化過程中拋光墊的混合軟彈流潤滑行為做了數(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。劉敬遠等人[28]提出了針對硅片 CMP 拋光區(qū)域中的流體模型。拋光液有充足的連續(xù)補充，拋光墊與硅片之間的拋光液層處于流動狀態(tài)，與此同時拋光墊的孔隙與表面粗糙峰中同樣具有拋光

【參考文獻】：
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碩士論文
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