圓平動(dòng)研拋的流體動(dòng)力學(xué)性能仿真分析.pdf

1、集成電路(IC)制造工業(yè)中，化學(xué)機(jī)械拋光(chemicalmechanicalpolishing,CMP)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)硬盤片、硅晶片超光滑無損傷表面的加工。由于傳統(tǒng)的CMP加工方法存在著一定的缺陷，隨著微電子、計(jì)算機(jī)、通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展對IC制造提出越來越高的要求，這勢必要對CMP加工效率和加工質(zhì)量提出更高的要求，研究新型的研磨拋光加工方法也成為了必然趨勢。
　　圓平動(dòng)研拋（circularlytranslational

2、-movingpolishing,CTP）是一種新型的化學(xué)機(jī)械拋光方式。CTP能實(shí)現(xiàn)拋光所需要的最佳運(yùn)動(dòng)學(xué)條件，所以能得到比傳統(tǒng)的CMP更好的加工效果。圓平動(dòng)研拋是工件或研拋盤之一固定不動(dòng)，而另一構(gòu)件以恒定的速率沿圓形軌跡做平動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的拋光過程。
　　為了從理論上評(píng)價(jià)CTP的性能并掌握其機(jī)理，以便應(yīng)用于指導(dǎo)實(shí)際，本文基于全膜接觸和部分膜接觸兩種工況，建立了不考慮拋光盤變形的CTP流體動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了數(shù)值求解。根據(jù)CTP的運(yùn)動(dòng)關(guān)系

3、，分別建立了極坐標(biāo)下，全膜接觸工況時(shí)的非穩(wěn)態(tài)牛頓流體在CTP過程中的一般Reynolds方程、流體膜厚方程、載荷平衡方程和轉(zhuǎn)矩平衡方程，以及部分膜接觸工況下的平均Reynolds方程、平均膜厚方程、接觸壓力方程、總載荷平衡方程和總轉(zhuǎn)矩平衡方程。利用有限差分方法求解了相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用Matlab模擬仿真了全膜接觸和部分膜接觸工況下的瞬時(shí)壓力分布和膜厚分布情況。通過對仿真結(jié)果的分析，給出了工件傾角、轉(zhuǎn)角、拋光速率、角速度及中心膜厚等主要