化學(xué)機械拋光流場的流體動力學(xué)數(shù)值模擬及離心力影響分析.pdf

1、隨著電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。為了得到更好的集成電路，就需要精微線規(guī)精確的多平層的晶片。目前，化學(xué)機械拋光(Chemical MechanicalPolishing，CMP)工藝是最有效的用來磨平每層晶片的技術(shù)。最基本的化學(xué)機械拋光過程，是在化學(xué)反應(yīng)溶液的作用下，對工件施加一定載荷以一定的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)的拋光墊研磨。化學(xué)拋光溶液是一種對晶片有親和力的腐蝕溶液與研磨微粒的混合物。
　　 所以，晶片的平整化需要腐蝕溶液

2、的化學(xué)作用與研磨微粒的機械作用混合來完成。整個過程中主要的可變量為機床速度、下壓載荷和拋光液。這些變量影響材料拋光率、表面平坦率以及晶片的平整，最終要使得晶片表面均勻平坦。要完成這個目標，必須清楚化學(xué)機械拋光過程的機械力學(xué)作用以及拋光過程中最適宜的變量值。
　　 數(shù)值計算CMP的應(yīng)力偶模型可以克服實驗和測試的局限，在CMP機理研究中得到大量發(fā)展，目前已成為一個活躍的領(lǐng)域。本文介紹了化學(xué)機械拋光過程的機械力學(xué)作用，并且分析了半導(dǎo)體

3、晶片加工中的流場效應(yīng)。在標準研磨條件下計算出了拋光液壓力分布，同時得到了拋光液膜厚、轉(zhuǎn)角以及傾角的穩(wěn)定狀態(tài)。在此基礎(chǔ)上提出并求解了帶有離心力項的潤滑方程，通過數(shù)值模擬得到離心力對拋光液壓力分布的影響。主要結(jié)果如下：
　　 (1)通過流場動力學(xué)效應(yīng)分析，建立了潤滑方程模型。
　　 (2)應(yīng)用數(shù)值方法解出壓力場分布，分析了各參量的影響，發(fā)展了一套計算程序。
　　 (3)在已有潤滑方程的基礎(chǔ)上，本文提出并計算了帶有離心