超薄不锈钢基板CMP过程中抛光液流动特性研究

发布时间：2017-12-03 18:24

  本文关键词：超薄不锈钢基板CMP过程中抛光液流动特性研究

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【摘要】：超薄不锈钢基板是理想的柔性显示基板材料,如何降低超薄不锈钢基板表面粗糙度是制约着柔性显示器发展的关键问题。化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)以其超精密加工、无损伤表面和良好的抛光效果在显示器基板材料表面平整化中得到了广泛地应用。而国内外学者对化学机械抛光过程中机理研究有许多,但对抛光液流场的分布及其抛光工艺参数对液膜厚度和抛光质量的研究较少,系统研究超薄不锈钢基板化学机械抛光过程抛光液流场分布已经成为非常迫切的课题。本文围绕抛光液流场分布规律这一主题,针对不同的抛光工艺参数对液膜厚度和抛光质量影响规律展开了研究。基于流体润滑等相关理论建立了超薄不锈钢基板CMP过程抛光液流体动力模型,利用MATLAB软件对该模型进行数值模拟,获得了不同抛光工艺参数对液膜厚度及液膜压力的影响规律。最后,搭建了高速摄影仪在检测平台,并对抛光液流场进行了可视化研究,进而对理论模型进行验证。本文的主要研究及结论如下：(1)分析了抛光速度对液膜厚度及抛光质量的影响规律,结果表明：抛光速度对抛光液膜压力影响极小,抛光速度对液膜厚度有显著性影响；在本文实验条件下,抛光速度为60r/min时,抛光质量最优,液膜厚度变化最小,抛光液流场分布均匀性较好。(2)分析了抛光载荷对液膜厚度及抛光质量的影响规律,结果表明：抛光载荷对液膜压力、液膜厚度、抛光质量有显著性影响；在本文实验条件下,抛光载荷为40N时,液膜厚度变化较小,抛光液流场分布均匀,抛光质量最优。(3)分析了抛光垫沟槽结构对液膜厚度及抛光质量的影响规律,结果表明：抛光垫沟槽结构对液膜压力、液膜厚度、抛光质量有显著性影响；抛光垫无开槽时,液膜厚度变化较大,抛光液流场分布均匀性低,抛光质量差；抛光垫有沟槽增加时,抛光过程的稳定性及抛光质量都增加；同时不同沟槽结构抛光过程抛光液流场分布均匀性及抛光质量由优至劣为：复合型网格型同心圆型放射型。(4)分析了磨粒对液膜厚度及抛光质量的影响规律,结果表明：磨粒对液膜厚度、抛光质量有显著性影响;抛光液中无磨粒时,液膜厚度变化较大,抛光液流场分布均匀性低,抛光质量较差；抛光液含有磨粒时,液膜厚度变化较小,抛光液流场分布均匀性较好,抛光质量较好；不同抛光液磨粒对抛光液流场分布均匀性及抛光质量由优至劣为：50nm磨粒250nm磨粒无磨粒。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG175

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本文编号：1249624