基于葉序排布拋光墊的拋光機(jī)理的若干研究.pdf

1、化學(xué)機(jī)械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）應(yīng)用于集成電路芯片、半導(dǎo)體基片、計算機(jī)硬磁盤和光學(xué)玻璃等的表面平整化，是實現(xiàn)超光滑、平整、無微觀缺陷的高精表面技術(shù)之一。而CMP過程中，材料去除機(jī)理和拋光后工件表面粗糙度具有重要研究意義。
　　首先，本文利用被拋光工件表面輪廓的分形行為，對工件表面粗糙度進(jìn)行了研究。基于W—M和M—B兩種分形接觸模型的理論，建立了化學(xué)機(jī)械拋光中工件表面粗糙度的模型。從

2、模型中得出，工件表面粗糙度隨時間變化逐漸減小，尤其在前幾分鐘粗糙度急劇下降，當(dāng)壓強(qiáng)增大時粗糙度增加，當(dāng)速度增大時粗糙度減小。
　　然后，本文介紹了葉序排布拋光墊的設(shè)計及制造。并建立了用葉序排布拋光墊來拋光硅片時的材料去除率模型。在CMP過程中,材料去除是由化學(xué)和機(jī)械的耦合作用產(chǎn)生的。化學(xué)作用使晶片表面形成一層氧化膜，而拋光液中的磨粒對晶片的機(jī)械作用使薄膜一層一層去除。按照模型畫出曲線，從曲線能夠直觀的看出，材料去除率隨葉序系數(shù)增加

3、而減小，隨磨料塊直徑、壓強(qiáng)和拋光盤轉(zhuǎn)速的增加而增加。
　　最后，對硅片進(jìn)行拋光實驗，通過實驗對理論分析進(jìn)行了驗證。在拋光過程中，用不同的壓強(qiáng)和不同的轉(zhuǎn)速對硅片拋光120min。結(jié)果顯示，硅片表面粗糙度隨時間增加而減小，前20min急劇減小，到120min之后趨于穩(wěn)定，最終，硅片表面粗糙度達(dá)到0.8nm~1.1nm；當(dāng)壓強(qiáng)增大時，粗糙度隨之增大；當(dāng)轉(zhuǎn)速增大時，粗糙度減小。通過改變?nèi)~序系數(shù)、磨料塊直徑、壓強(qiáng)、轉(zhuǎn)速，來研究葉序排布拋光墊