超薄不銹鋼基板CMP過程動態(tài)壓力和拋光溫度在線檢測的研究.pdf

1、平板顯示器的技術(shù)發(fā)展使得柔性顯示器逐漸成為發(fā)展趨勢，而超薄不銹鋼基板的出現(xiàn)改善了傳統(tǒng)柔性顯示襯底在工藝特性上的缺陷?；瘜W(xué)機械拋光作為一種新型拋光方法，又進一步滿足了高質(zhì)量、低損傷的技術(shù)要求。然而化學(xué)機械拋光工藝過程復(fù)雜，影響因素較多。拋光過程參數(shù)的變化對其化學(xué)及物理作用產(chǎn)生影響，其中動態(tài)壓力和拋光溫度的變化更是直接與拋光表面質(zhì)量有關(guān)。由于拋光環(huán)境的復(fù)雜性及拋光過程參數(shù)變化特征導(dǎo)致了這兩種動態(tài)參數(shù)都較難被測量，國內(nèi)外對于這方面的研究也比較

2、少。
　　本文基于超薄不銹鋼拋光過程的特征及拋光環(huán)境，設(shè)計并構(gòu)建了動態(tài)壓力與拋光溫度的在線檢測系統(tǒng)，并通過實驗研究不銹鋼拋光工藝參數(shù)與過程參數(shù)和表面質(zhì)量三者的關(guān)系。首先選擇傳感器類型，并設(shè)計合適的靜態(tài)性能，在軟硬件中均加入數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)，使得系統(tǒng)滿足測量要求，最后用軟件編程實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與存儲。然后，通過實驗研究了拋光工藝參數(shù)和拋光墊結(jié)構(gòu)參數(shù)、過程參數(shù)及表面質(zhì)量的三者的影響關(guān)系，建立了拋光工藝參數(shù)及拋光墊工藝參數(shù)與拋光溫度的經(jīng)驗公式

3、。最后，通過正交試驗，對不銹鋼基板的工藝參數(shù)進行優(yōu)化。主要的研究結(jié)果如下:
　　(1)選用Kistler9257B型三向力傳感器和BZ2105型電荷放大器作為動態(tài)壓力的采集硬件部分;E型熱電偶傳感器進行拋光溫度的檢測。采集卡選擇PCI-9118DG多功能模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換卡。LabVIEW軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和存儲功能。
　　(2)不銹鋼的拋光溫度隨著拋光壓力和拋光墊轉(zhuǎn)速的增大而增大，隨拋光液流量的增大而減小。拋光壓力增大，不銹鋼基

4、板的動態(tài)壓力增大;不銹鋼的動態(tài)壓力隨拋光液的增大而下降。不銹鋼材料去除率隨拋光壓力和拋光墊轉(zhuǎn)速增大而增大，隨拋光液流量的增大先減小后略有上升。表面粗糙度Ra隨拋光壓力和拋光墊轉(zhuǎn)速的增大先下降后上升，隨拋光液流量增大而減小。
　　(3)相同條件下，聚氨酯無溝槽拋光墊動態(tài)壓力和溫升值最大，材料去除率和表面粗糙度Ra也更大，合成革次之，磨砂革最小。當(dāng)拋光墊加溝槽后，動態(tài)壓力和拋光溫度明顯下降，材料去除率增大較多，表面粗糙度Ra下降。徑向

5、型溝槽與周向型溝槽的拋光溫度變化趨勢較為接近，網(wǎng)格型溝槽效果最佳。
　　(4)動態(tài)壓力和拋光溫度隨拋光墊溝槽間距及寬度的增大而增大，而材料去除率隨溝槽間距的增大而減小，隨溝槽寬度的增大略有上升，表面粗糙度Ra隨溝槽間距的增大先上升后下降，隨溝槽寬度的增加在一定范圍內(nèi)上下波動。
　　(5)正交試驗得出拋光壓力對材料去除率的影響最大，最優(yōu)的試驗參數(shù)方案分別是拋光壓力8kPa，拋光墊轉(zhuǎn)速70r/min，拋光液流量85mL/min，