兆声辅助抛光中抛光液分布特性与抛光机理研究
发布时间：2021-06-30 12:24
芯片在全球科技领域中具有重要意义,堪称智能设备的“大脑”。而硅片作为芯片的衬底材料,它的表面质量决定着芯片的性能。本文以兆声振动辅助硅片化学机械抛光工艺为基础,分析兆声辅助抛光中一维接触模型以及抛光液的分布特性。针对抛光液的分布做出仿真与实验分析,综合分析兆声辅助化学机械抛光机理。首先分析了兆声辅助抛光的关键要素,包括兆声振动抛光头、抛光液、抛光垫,其中基于有限元与激光测振实验对兆声振动抛光头的工作原理进行了详细分析。研究了兆声振动在抛光液层产生的声压与声辐射压力,在此基础上分析了兆声辅助抛光中的接触模型与抛光液的一维分布。利用多物理场仿真技术,研究了兆声振动对抛光液流动速度的影响,并进行了抛光液从硅片边缘进入至中心区域以及兆声振动对促进抛光液扩散流动的实验研究。探究了有效抛光颗粒数量的变化及单个抛光颗粒所去除的材料体积,分析了兆声辅助化学机械抛光中振动的作用机理。研究结果表明,兆声振动抛光头的振动能量集中在工作面的中心区域,由于兆声抛光头的振动作用,抛光区域中的抛光液层受到了声辐射压力。抛光液的流动实验表明,抛光液会在抛光垫的中心与边缘区域汇集,而在硅片中心区域较少。兆声振动促进了抛...
【文章来源】：辽宁工业大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
经典硅片化学机械抛光系统
图 1.2 振子的椭圆运动示意图 1.2 Schematic diagram of elliptical motion of osc艳等人[11,12]利用环形压电振子研制了针利用振子质点的椭圆运动与硅片接触进行
建立了硅片与抛光垫的接触模型以及抛光液流动模型，如图1.4 所示。通过数值方法对抛光垫基体和粗糙峰变形情况进行了模拟，分析了接触压力和流体压力的分布情况。图 1.4 抛光过程中的接触模型Fig. 1.4 Contact model in polishing process浙江工业大学楼飞燕[26]将 CMP 中抛光液流体动压润滑做了数值分析。晶片和抛光垫的不同接触方式，对应着不同的润滑特性，如图 1.5 所示，这就导致材料的去除速率及机理有所区别，获得的表面质量也不同。图 1.5 抛光液的润滑特性Fig. 1.5 Lubrication characteristics of slurry大连理工大学周平等人[27]对电化学机械平坦化过程中抛光垫的混合软弹流润滑行为做了数值研究，研究表明抛光液压力分布呈现比较一致的分布趋势。刘敬远等人[28]提出了针对硅片 CMP 抛光区域中的流体模型。抛光液有充足的连续补充，抛光垫与硅片之间的抛光液层处于流动状态，与此同时抛光垫的孔隙与表面粗糙峰中同样具有抛光
【参考文献】：
期刊论文
[1]小振幅兆声对硅片化学机械抛光效果的影响[J]. 李亮,何勍,郑冕,任奕,李小龙. 科学技术与工程. 2018(14)
[2]一种兆赫频超声抛光振子的设计与研究[J]. 何勍,翟科,李亮,任奕. 机械设计与制造. 2018(01)
[3]雾化施液抛光中化学作用和机械作用的试验研究[J]. 孙发青,李庆忠. 机械制造与自动化. 2017(06)
[4]兆声化学机械复合抛光及其抛光均匀性的实现[J]. 翟科,任奕,李亮,何勍. 纳米技术与精密工程. 2017(06)
[5]超声加工技术的应用现状及其发展趋势[J]. 房善想,赵慧玲,张勤俭. 机械工程学报. 2017(19)
[6]单晶硅抛光片表面质量探究[J]. 范红娜,杨洪星. 电子工业专用设备. 2016(08)
[7]化学机械抛光中机械作用去除机理的研究[J]. 于慧. 化学工程与装备. 2015(11)
[8]硅片边缘超声振动抛光实验装置的研究[J]. 何勍,郑美超. 机械设计与制造. 2015(02)
[9]硅片的超声流体喷射抛光实验研究[J]. 何勍,高萍. 机械设计与制造. 2014(09)
[10]硬脆材料的化学机械抛光机理研究[J]. 武昌壕,郭冰,姚光,赵清亮. 机械设计与制造. 2014(02)
博士论文
[1]超声行波微流体驱动理论与技术研究[D]. 魏长智.山东大学 2014
[2]化学机械抛光试验及其材料去除机理的研究[D]. 陈晓春.江南大学 2014
[3]300mm硅片化学机械抛光设备及其关键技术研究[D]. 王彩玲.大连理工大学 2010
[4]CMP中抛光液膜特性的数值仿真和实验研究[D]. 楼飞燕.浙江工业大学 2009
[5]硅片化学机械抛光加工区域中抛光液动压和温度研究[D]. 刘敬远.大连理工大学 2009
[6]超声椭圆振动—化学机械复合抛光硅片技术的基础研究[D]. 杨卫平.南京航空航天大学 2008
[7]基于数值仿真的流体振动抛光机理研究[D]. 黄志刚.广东工业大学 2007
硕士论文
[1]超声抛光振子的振动模式及其对抛光液的影响研究[D]. 任奕.辽宁工业大学 2018
[2]声流中力学特性的实验研究[D]. 周伟.南京大学 2016
[3]多振子兆声压电换能器及其复合抛光应用研究[D]. 翟科.辽宁工业大学 2016
[4]碳化硅陶瓷研抛的流场仿真及其摩擦磨损性能研究[D]. 孙朋.哈尔滨工业大学 2015
[5]超声波雾化施液技术抛光硅片的表层损伤研究[D]. 壮筱凯.江南大学 2015
[6]超声波换能器声阻抗梯度匹配层理论与方法的研究[D]. 朱棵.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于超声振动的硅片边缘抛光研究[D]. 郑美超.辽宁工业大学 2015
[8]高频压电振子的振动传递特性及抛光应用研究[D]. 张玉成.辽宁工业大学 2015
[9]超声波输能能量收集器的研究[D]. 王鹏.黑龙江大学 2014
[10]接触型超声振动化学机械抛光作用机理研究[D]. 刘政.辽宁工业大学 2014
本文编号：3257739
【文章来源】：辽宁工业大学辽宁省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
经典硅片化学机械抛光系统
图 1.2 振子的椭圆运动示意图 1.2 Schematic diagram of elliptical motion of osc艳等人[11,12]利用环形压电振子研制了针利用振子质点的椭圆运动与硅片接触进行
建立了硅片与抛光垫的接触模型以及抛光液流动模型，如图1.4 所示。通过数值方法对抛光垫基体和粗糙峰变形情况进行了模拟，分析了接触压力和流体压力的分布情况。图 1.4 抛光过程中的接触模型Fig. 1.4 Contact model in polishing process浙江工业大学楼飞燕[26]将 CMP 中抛光液流体动压润滑做了数值分析。晶片和抛光垫的不同接触方式，对应着不同的润滑特性，如图 1.5 所示，这就导致材料的去除速率及机理有所区别，获得的表面质量也不同。图 1.5 抛光液的润滑特性Fig. 1.5 Lubrication characteristics of slurry大连理工大学周平等人[27]对电化学机械平坦化过程中抛光垫的混合软弹流润滑行为做了数值研究，研究表明抛光液压力分布呈现比较一致的分布趋势。刘敬远等人[28]提出了针对硅片 CMP 抛光区域中的流体模型。抛光液有充足的连续补充，抛光垫与硅片之间的抛光液层处于流动状态，与此同时抛光垫的孔隙与表面粗糙峰中同样具有抛光
【参考文献】：
期刊论文
[1]小振幅兆声对硅片化学机械抛光效果的影响[J]. 李亮,何勍,郑冕,任奕,李小龙. 科学技术与工程. 2018(14)
[2]一种兆赫频超声抛光振子的设计与研究[J]. 何勍,翟科,李亮,任奕. 机械设计与制造. 2018(01)
[3]雾化施液抛光中化学作用和机械作用的试验研究[J]. 孙发青,李庆忠. 机械制造与自动化. 2017(06)
[4]兆声化学机械复合抛光及其抛光均匀性的实现[J]. 翟科,任奕,李亮,何勍. 纳米技术与精密工程. 2017(06)
[5]超声加工技术的应用现状及其发展趋势[J]. 房善想,赵慧玲,张勤俭. 机械工程学报. 2017(19)
[6]单晶硅抛光片表面质量探究[J]. 范红娜,杨洪星. 电子工业专用设备. 2016(08)
[7]化学机械抛光中机械作用去除机理的研究[J]. 于慧. 化学工程与装备. 2015(11)
[8]硅片边缘超声振动抛光实验装置的研究[J]. 何勍,郑美超. 机械设计与制造. 2015(02)
[9]硅片的超声流体喷射抛光实验研究[J]. 何勍,高萍. 机械设计与制造. 2014(09)
[10]硬脆材料的化学机械抛光机理研究[J]. 武昌壕,郭冰,姚光,赵清亮. 机械设计与制造. 2014(02)
博士论文
[1]超声行波微流体驱动理论与技术研究[D]. 魏长智.山东大学 2014
[2]化学机械抛光试验及其材料去除机理的研究[D]. 陈晓春.江南大学 2014
[3]300mm硅片化学机械抛光设备及其关键技术研究[D]. 王彩玲.大连理工大学 2010
[4]CMP中抛光液膜特性的数值仿真和实验研究[D]. 楼飞燕.浙江工业大学 2009
[5]硅片化学机械抛光加工区域中抛光液动压和温度研究[D]. 刘敬远.大连理工大学 2009
[6]超声椭圆振动—化学机械复合抛光硅片技术的基础研究[D]. 杨卫平.南京航空航天大学 2008
[7]基于数值仿真的流体振动抛光机理研究[D]. 黄志刚.广东工业大学 2007
硕士论文
[1]超声抛光振子的振动模式及其对抛光液的影响研究[D]. 任奕.辽宁工业大学 2018
[2]声流中力学特性的实验研究[D]. 周伟.南京大学 2016
[3]多振子兆声压电换能器及其复合抛光应用研究[D]. 翟科.辽宁工业大学 2016
[4]碳化硅陶瓷研抛的流场仿真及其摩擦磨损性能研究[D]. 孙朋.哈尔滨工业大学 2015
[5]超声波雾化施液技术抛光硅片的表层损伤研究[D]. 壮筱凯.江南大学 2015
[6]超声波换能器声阻抗梯度匹配层理论与方法的研究[D]. 朱棵.哈尔滨工业大学 2015
[7]基于超声振动的硅片边缘抛光研究[D]. 郑美超.辽宁工业大学 2015
[8]高频压电振子的振动传递特性及抛光应用研究[D]. 张玉成.辽宁工业大学 2015
[9]超声波输能能量收集器的研究[D]. 王鹏.黑龙江大学 2014
[10]接触型超声振动化学机械抛光作用机理研究[D]. 刘政.辽宁工业大学 2014
本文编号：3257739
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