化学机械抛光中抛光垫作用分析

化学机械抛光中抛光垫材料的研究与展望

化学机械抛光（ｈｍｉｌＭｅｈｎｃｌＰｌ — Ｃｅｃｃａｉａｏｉａｓ
材料的动态力学性能进行了分析与研究表明，抛在光过程中抛光垫的表面材料会发生所谓的冷流动，
ｈｎ，ｉｇ简称ＣＭＰ技术是半导体晶片表面加工和多）层布线层间平坦化的关键技术之一，年来得到了近广泛的应用。抛光垫是ＣＭＰ系统的重要组成部分，光垫的材料性能和结构直接影响着抛光垫的抛性能，而也影响着Ｃ进ＭＰ过程及加工效果。抛光垫也是ＣＭＰ主要的消耗材料，Ｃ占ＭＰ费用的７０
ＬＩＺｅＤＥＮＧａｆ，ＺＨＥＮＧａｆｎ。ＬＵｎＷＡＮＧｙｎ，ｈｎ，ＱｉｎａＸｉｏｅｇ，ＩＤｕ，ＹｕｉＹＵＡＮｕｏｇ ’ Ｊｌｎ。
（．Ｕｌｒ— ｒｃｓｏｃｉｉｇＲｅｅｒｈＣｅｔｒＺｅｉｎｉｅｓｔｆｃｎｌｇ，ｎｚｏ１０４，ｉａ１ｔａｐｅｉｉｎＭａｈｎｎｓａｃｎｅ，ｈｊｇＵｎｖｒｉｙｏｈｏｏｙＨａｇｈｕ３０１Ｃｈｎ；ａＴｅ
左右］。
压力
从而产生冷胶合，导致抛光表面的小块凝聚（胶合），由于速度分布不同，光垫中间部分胶合程度厉抛害ｌ］４。张朝辉等人针对抛光垫压缩特性、隙、空粗糙度、片形状特性进行了研究。广东工业大学晶］与大连理工大学针对抛光垫做过相应的研究。专利方面：日本专利（ＰＯ８７７０介绍了一种改良的Ｊ２０１３６）弹性化学机械抛光垫，抛光垫是在聚合物的基质此

化学机械抛光中抛光垫表面沟槽的研究_胡伟

［ 0， A］而减少了抛光液的快速流失。
光液能力，所以会对温度及热应力分布产生更大的影响。
!
表面沟槽尺寸对抛光效果的影响
抛光垫表面沟槽的尺寸（包括宽度和深度）会影
抛光垫表面沟槽的尺寸会影响新旧抛光液的混和效率。实验发现，当晶片 <@ 0 - 旋转一周时，使用小尺寸（宽 <@ 58 ==、深 <@ 70 == ）的圆环型沟槽抛光垫抛光时，加工区域抛光液完全更新的时间为 ?B ; -，而当沟槽尺寸增大时（宽 <@ 8< ==、深 <@ /; ==），抛光液完
［ 5］
抛光垫表面沟槽、尺寸与相关参数（包括抛光垫的修整方式、抛光转速及抛光液流速等）综合作用，对抛光液的平均驻留时间产生重要影响。当抛光转速很低时，表面沟槽尺寸对抛光液的平均驻留时间影响不大，其原因是离心力较小，抛光垫易于充满抛光液，抛光液的径向流速主要由抛光液的注入速度决定，而与抛光垫沟槽及尺寸的关系较小。随着抛光转速的增加，当对抛光垫进行离线修整后，在较大离心力及表面沟槽的引流作用下，大部分抛光液脱离了加工区域，因此沟槽尺寸的增大会减少抛光液的平均驻留时间，但平均驻留时间与沟槽尺寸并不是线性关系。实验表明，相同修整条件下，利用深度为 1< =>( （ ?@ <?; == ）和 5< =>( （ <@ 8<0 == ）的网格型沟槽抛光垫进行抛光
关键词：化学机械抛光
抛光垫
沟槽
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化学机械抛光工艺中的抛光垫

第6期(总第151期)2008年12月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 16D ec 1文章编号:167226413(2008)0620073203化学机械抛光工艺中的抛光垫3周　海1,王黛萍1,王　兵1,陈西府1,冶远祥2(1.盐城工学院,江苏　盐城　224051;2.兴化祥盛光电子材料公司,江苏　兴化　225761)摘要:抛光垫是晶片化学机械抛光中决定表面质量的重要辅料。

研究了抛光垫对光电子晶体材料抛光质量的影响:硬的抛光垫可提高晶片的平面度;软的抛光垫可改善晶片的表面粗糙度;表面开槽和表面粗糙的抛光垫可提高抛光效率;对抛光垫进行适当的修整可使抛光垫表面粗糙。

关键词:化学机械抛光;抛光垫;表面粗糙度中图分类号:T G 5801692 文献标识码:A3江苏省科技厅科技攻关项目(BE 2007077);江苏省自然科学基础研究项目(BK 2008197);江苏省高校自然科学基础研究项目(06KJB 460119);江苏省大学生实践创新训练计划项目(07SSJCX 026)收稿日期:2008210215作者简介:周海(19652),男,江苏滨海人,教授,博士,主要研究方向为CAD CAM 、超精密加工。

0　引言化学机械抛光(Chem ical M echan ical Po lish ing ,简称C M P )是化学反应、机械摩擦、流体动压综合作用的过程,通过纳米级粒子的研磨作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合,使被抛光的工件表面光滑,从而得到其它平面加工手段很难达到的光滑平坦表面[1]。

自1991年I BM 公司首次成功地将C M P 技术应用到动态随机存储器的生产以来,化学机械抛光技术已成功用于集成电路中的半导体晶片、存储磁盘、精密陶瓷、磁头、精密阀门、光学玻璃等表面的平面化,成为应用最为广泛的全局平面化技术[2]。

化学机械抛光技术及其应用

化学机械抛光技术及其应用随着现代制造业的快速发展，要求物品表面的质量越来越高。

化学机械抛光技术 (CMP)便应运而生，已经成为了当今制造业中必不可少的一种技术。

本文将为您介绍CMP的原理、影响因素、制备流程、应用及未来发展趋势。

一、原理CMP是一种通过采用化学物质和磨料相结合进行机械抛光的技术。

CMP通常涉及到多步处理，其中含有化学反应的步骤是至关重要的。

在了解CMP过程的原理之前，有几个基本概念需要先了解一下。

磨料和抛光垫是CMP操作中的两个重要组成部分。

磨料是一种坚硬且可用作研磨介质的微粒，通常由石英、二氧化硅、氧化铝和氮化硅等材料制成。

不同类型的磨料适用于不同类型的 CMP 过程。

抛光垫则是放置在抛光机内，用于支撑并带动涂层片材的承载面。

CMP过程中，抛光垫会与涂层片材接触，并受到一定的压力。

同时，抛光垫上涂有一层抛光液体是由含有稳定剂、缓蚀剂、防泡剂、表面活性剂等重要组成部分的溶液混合而成。

抛光液体的主要作用是将磨料中的氧化铝或氮化硅或二氧化硅等无机纳米颗粒溶解，产生各种络合离子，从而形成化学反应抛光液。

CMP液具有清除氧化物、甲醛和有机污染物、降低不良缺陷率、提高复杂性和增强电子器件表面平整度等特点。

CMP过程中，抛光垫和磨料相互作用、摩擦产生的热量引发化学反应，这种反应会形成发生化学反应的物种。

这些物种通常包括金属络合物、稳定剂、和表面活性剂。

二、影响因素在执行CMP过程时，有几个参数可能对抛光结果产生很大的影响，如下所述。

1. 抛光压力CMP操作过程中的抛光压力非常重要。

试验结果表明，如果抛光压力过大，那么会对整个 CMP 操作造成负面影响，例如导致表面结构劣化。

过低的压力也可能会导致不良缺陷和几何形状的不稳定性。

2. 磨料选择合适的磨料是 CMP 操作成功的关键。

不同类型的 CMP 操作通常涉及到不同类型的磨料。

根据物理特性和机械特性，可选择不同磨料来完成CMP操作，例如石英、二氧化硅、氮化硅等。

化学机械抛光的理论模型研究综述

化学机械抛光的理论模型研究综述*黄传锦周海陈西府（盐城工学院机械工程学院，盐城224051）Study the chemical mechanical polishing on sapphire substrateHUANG Chuan-jin ，ZHOU Hai ，CHEN Xi-fu（Yancheng Institute of Technology ，Yancheng 224051，China ）文章编号：1001-3997（2010）11-0256-02＊来稿日期：2010-01-11＊基金项目：江苏省自然科学基础研究项目（BK2008197），江苏省科技厅科技攻关项目（BE2007077），盐城工学院应用基础研究项目：LED 衬底基片无损伤表面加工技术研究1序言随着半导体工业飞速发展，电子器件尺寸缩小，要求晶片表面可接受的分辨率的平整度达到纳米级[1]。

传统的平面化技术，如选择淀积、旋转玻璃法等，仅仅能够局部平面化技术，但是对于微小尺寸特征的电子器件，必须进行全局平面化以满足上述要求。

90年代兴起的新型化学机械抛光技术则从加工性能和速度上同时满足了硅片图形加工的要求，是目前几乎唯一的可以提供全局平面化的技术。

CMP 技术的目的是消除芯片表面的高点及波浪形，达到高级别的平整度。

它的基本原理是将硅片放置于有抛光液的环境下相对于一个抛光垫旋转，并施加一定的压力借助机械磨削及化学腐蚀作用来完成抛光，如图1所示。

夹持头背膜硅片抛光垫工作台抛光液输送装置抛光液图1化学机械抛光原理图主要希望是通过归纳数值模拟CMP 过程所取得的相关成果，得到关于抛光垫、抛光液对整个抛光性能的影响结论，进而能够经由理论上的总结为以后的实际运用打下理论基础。

2CMP 技术中的抛光垫2.1抛光垫抛光垫在CMP 过程中扮演很重要的角色，是标准耗材之一。

抛光垫的主要成分为聚氨酯树脂，主要功能为：（1）存储抛光液，输送抛光液至工作区域，使抛光均匀进行，（2）将抛光过程中产生的副产品（抛光碎屑等）去除，（3）维持一定的抛光液涵养量，一方面形成一定的膜厚，以能够影响抛光速率，另一方面使得机械和化学反应充分进行。

抛光垫提高化学机械抛光接触压强分布均匀性研究

ＬＹｕ—ｈｎＵｓａ，ＺＨＡＮＧａ．ｕｎＬｉｏｙａ。ＷＡＮＧＪｕ，ＷＡ．ａｇＮｈｎｃｌＥｇｎｅｉｇｈｎａｇＬｇｎｉｅｓｙｈｎａｇ１０５ＩＳｈｏｃａｉａｎｉｅｒ，ＳｅｙｎｉｏｇＵｎｖｒｉ，Ｓｅｙｎ１９，Ｌａｎｎ，Ｃｈｎ；ｏｎｔ１ｉｏｉｇｉａ２ＧｒｅＥｅｔｉＡｐｌｎｅｎ．ｆｈｈｉｈｈｉ００，Ｇｕｎｄｎ，Ｃｈｎ）．ｅｌｃｒｐｉｃｓＩｃｏｕａ，Ｚｕａ１７ｃａＺ５９ａｇｏｇｉａ
第３３卷第５期
２０１２年５月
兵
工
学
报
Ｖｏ．３１３Ｎｏ５．Ｍａｖ２２０１
ＡＣＴＡＡＲＭＡＭＥＮＴＡＲＨ
抛光垫提高化学机械抛光接触压强分布均匀性研究
王吕玉山，张辽远军，武刚。，王
（．沈阳理工大学机械工程学院，宁沈阳１０５；珠海格力电器股份有限公司，东珠海５９７）１辽１１９２广１００
摘要：为了改善单晶硅片化学机械抛光（ＭＰ接触压强分布的均匀性和实现高平坦化抛光，Ｃ）
基于弹性力学的“ ｎｌ地基 ” Ｗｉｋｅｒ理论提出了一个新的ＣＭＰ接触模型。依据此模型，葵花籽粒分从布的结构特征出发对抛光垫进行了分割，计算分析了分割参数对接触压强分布的影响规律，实验并

抛光垫特性对抛光中流体运动的影响分析

ｔｄｌａａｄｔｅｐｓｉｉｉｆａｐｒｔ・ｆｅｉｅｔｃｎａｔｉｉｃｅｓｄＴｅｓｅｒｓｒｓｓｅｈｎｅｔｈｎｒａｅｏｅｏｄ，ｎｈｏｓｂｌｙｏｅｙｗａｒｄｒｃｏｔｃｓｎｒａｅ．ｈｈａｔｅｓｉｎａｃｄｗｉｔｅｉｃｅｆｔｓｉｈｓ
关键词：化学机械抛光；抛光垫；抛光液；粗糙度；孔隙中图分类号：Ｔ１．文献标识码：Ａ文章编号：０５０５（０７１ —０９— Ｈ１７１２４— １０２０）１５３
ＴｈｎｕｎｅｆＰａａａｔｒｓｉＳｏｌｒｙＦｌｗｅＩｆｅｃｓｏｄＣｈｒｃｅｉｔＣｎＳｕｒｏｌ
ｌｗｅｔｒｓｕｄｒｖｒｓｗｏｋｎｏｄｔｎ．ｅｓｍｕａｉｅｕｔｈｗｈｔｔｅｆｍｈｃｎｓｓｄｃｅｄｂｈｘｒｆｏｆａｕｅｎｅａｉｕｒｉｇｃｎｉｏｓＴｈｉｌｔｎｒｓｌｓｓｏｔａｈｌｔｉｋｅｓｉｅｒａｅｙｔｅｅｅ・ｏｉｏｉｓ
ｒｕｈｅｓａｌａｈｒｓｔｆｔｅｐｄｉｔｏｓｄｒｔｎｏｇｎｓｗｅｌｓｔｅｐｏｉｏｈａｎｏｃｎｉｅａｉ．Ｎｕｒｃｉａｉｎｒｏｄｃｅｏｓｏｈｌｒｙｓｏｙｏｍｅｉａｓｍｕｌｔｏｓｗｅｅｃｎｕｔｄｔｈｗｔｅｓｕｒｌ
ｒｏｄｃｖｏｔｅｒｍｏａｒｔｎｓｒｐｔｃｍｐｔｔｏ．ａｅｃｎｕｉｅｔｈｅｖａｅａｄｍａｓｔａｓｒｏｕａｉｎｌｎｏ

cmp设备工作原理

cmp设备工作原理
CMP（化学机械抛光）设备是一种用于平坦化和抛光半导体材料表面的关键工艺设备。

以下是CMP设备的工作原理：
1.基本结构：CMP设备由一个旋转的平板（称为轮盘）和
上面附着磨料的抛光垫（称为抛光头）组成。

被抛光的半导
体材料（如硅片）被放置在轮盘上。

2.研磨液供应：CMP过程需要使用研磨液，它是由含有磨
料颗粒的化学溶液组成。

研磨液被喷洒到轮盘和抛光头的接
触区域。

3.抛光过程：轮盘开始旋转，同时抛光头也开始旋转并向
下施加压力。

磨料颗粒在研磨液的作用下，与半导体材料的
表面接触并磨损表面。

4.悬浮颗粒去除：在CMP过程中，磨料颗粒和被磨损的材
料形成了一个悬浮液。

通过研磨液的循环和过滤系统，将悬
浮液中的磨料颗粒去除，以保持研磨液的质量和稳定性。

5.平坦化效果：通过调整轮盘和抛光头的运动参数（如旋
转速度、施加压力和研磨液的流量），以及使用适当的磨料
颗粒和化学溶液，可以实现对半导体材料表面的精确平坦化
和抛光。

CMP设备的工作原理主要涉及磨料颗粒和化学溶液的作用，通过旋转运动和压力施加，实现对半导体材料表面的精确磨损和平坦化。

这是一种关键的工艺设备，用于制造半导体器件、光学器件和其他需要高精度表面的应用。

化学机械抛光中抛光垫的研究_魏昕

摘要: 抛光垫是化学机械抛光( CMP) 系统的重要组成部分。它具有贮存抛光液, 并把它均匀运送到工件的整个加工区域等作用。抛光垫的性能主要由抛光垫的材料种类、材料性能、表面结构与状态以及修整参数等决定。本文介绍 CMP 过程常用的抛光垫材料种类、材料性能、表面结构, 总结了抛光垫的性能对 CMP 过程影响规律, 认为: 抛光垫的剪切模量或增大抛光垫的可压缩性, CMP 过程材料去除率增大; 采用表面合理开槽的抛光垫, 可提高材料去除率, 降低晶片表面的不均匀性; 抛光垫粗糙的表面有利于提高材料去除率。对抛光垫进行适当的修整可以增加抛光垫表面粗糙度、使材料去除率趋于一致。与离线修整相比较, 在线修整时修整效果比较好。
October1 2004 Serial1 143 No15
文章编号: 1006- 852X( 2004) 05- 0040- 04
化学机械抛光中抛光垫的研究 X
STUDY ON THE PERFORMANCES OF POLISHING PAD IN CHEMICALMECHANICAL POLISHING
1 抛光垫材料
用于 CMP 的抛光垫必须具有良好的化学稳定性 ( 耐腐蚀性) 、亲水性以及机械力学特性。抛光垫通常可分为硬质和软质( 弹性、粘弹性 ) 两种。硬质抛
X 广东省科技攻关项目( No. 2002C1020201) 、广东省自然科学基金项目( No. 020143) 、留学回国人员科研启动基金项目( 教外司 [ 2003] 14 号) 、广东
关键词: 化学机械抛光; 抛光垫; 聚氨酯; 修整中图分类文:TG580. 61+ 3 文献标识码: A Abstract: Polishing pad is a very important component of the chemica-l mechanical polishing ( CMP) system. It delivers slurry to the wafer workpiece and provides part of the mechanical action in the CMP process. The performances of a polishing pad are determined by the type and properties of pad materials, the surface structure and state as well as the conditioning parameters. This paper introduces the type and properties of pad material, the surface structure currently used and summarizes the effects of the polishing pad on the CMP process. The summarization shows that the material removal rate increases with lower shear modulus and higher compressibility of the polishing pad. Using the polishing pad with grooves or rougher surfaces can increase the material removal and planarization rate. Pad conditioning, especially on- process conditioning, can improve the surface performances, resulting in efficient improvement in the material removal and planarization rate of CMP. Key word: chemical mechanical polishing; polishing pad; polyurethane; conditioning

抛光垫表面特性分析

基金项目:国家自然科学基金重大项目资助(50390061)抛光垫表面特性分析苏建修1,傅宇1,杜家熙1,陈锡渠1,张学良1,郭东明2(11河南科技学院,河南新乡453003;21大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连116024)摘要:研究抛光垫表面特性有利于了解和分析硅片化学机械抛光(C MP )材料的去除机理及优化抛光垫的微观结构。

使用ZYG O 5022轮廓仪、SE M 等仪器研究了IC1000/SubaI V 平抛光垫表面粗糙度、表面组织结构、孔隙率、微孔深度及直径、抛光垫表面微凸峰分布形式及面积支承率,测量和计算的结果:抛光垫表面粗糙度为σp (RMS )=618μm ,均方根粗糙度914μm ,表面孔隙率为56%,平均孔径为36μm ,平均孔深为20μm ,平均孔距为43μm ,微孔数量为550个/mm 2,抛光垫表面微凸峰高度服从高斯分布。

关键词:化学机械抛光;材料去除机理;高分子材料;抛光垫;表面特性中图分类号:T N30512;T B324 文献标识码:A 文章编号:10032353X (2007)1120957204Analysis of Surface Characteristics of Polishing P adS U Jian 2xiu 1,FU Y u 1,DU Jia 2xi 1,CHE N X i 2qu 1,ZHANG Xue 2liang 1,G UO Dong 2ming 2(11Henan Institute o f Science and Technology ,Xinxiang 453003,China ;21K ey Lab.for Precision and Non 2TraditionalMachining Technology o f Ministry o f Education ,Dalian Univer sity o f Technology ,Dalian 116024,China )Abstract :Studying the surface characteristics of polishing pad helps to understand and analyze the chemical mechanical polishing (C MP )mechanism and optimize the microscopic structure of polishing pad.The surface roughness ,organizational structure ,porosity ,depth and diameter of microporous ,distribution of asperity and profile bearing rate of IC1000/SubaI V polishing pad were studied with the ZYG O 5022profilometer and SE M.The results of measurement and calculation show that the surface roughness is 618μm ,the root 2mean 2square (RMS )roughness is 914μm ,the surface porosity is 56%,the microporous average diameter is 36μm ,the microporous average depth is 20μm ,the microporous average spacing is 43μm ,the microporous average v olume is 550/mm 2and the asperity height obeys G aussian distribution.K ey w ords :C MP ;m aterial rem oval m echanism;polym er m aterials ;polishing pad ;sur face characteristics1　引言在超大规模集成电路(U LSI )制造中,C MP 技术已成为U LSI 时代最广泛使用的平坦化技术[122]。

新型抛光垫沟槽及其在化学机械抛光中的作用研究进展

ｔｅｍｏｔｍｐｒａｆｃｏｓｈａａｆｃｓｈｅｕａｉｏｐｌｓｅｓｒａｅｎｐｏｉｈｎ；ｅｃｅｙ，ｗｈｉｈｓｈｓｉｏｔｎｔａｔｒｔｔｆｅｔｔｑｌｔｆｏｉｈｄｕｆｃａｄｙｌｓｉｇｆｉｎｃｉｃｉｉｆｎｅｙｔｅｓｒａｅｇｏｖｈｐｅｏｅｐａｕａｅｎｏｄｒｔｒｖｄｅａｒｆｒｎｅｆｒｆｒｈｅｅｅｒｈｏｎｕｅｃｄｂｈｕｃｒｏｅｓａｆｔｄｓｒｃ．Ｉｒｅｏｐｏｉｅｅｅｃｏｕｔｒｒｓａｃｎｌｆｈｆｔｅｇｏｖｒｏｍａｃｓｏｏｉｈｎａｈｒｏｅｐｅｒｎｅｆｐｌｓｉｇｐｄ，ｔｅｒｓａｃｒｇｅｓｏｗｒｏｅｓｒｃｕｅｆｐｌｓｎａｓｆｈｅｅｒｈｐｏｒｓｎｎｅｇｏｖｔｕｔｒｓｏｏｉｈｉｇｐｄｗａｐｅｅｔｄ，ａｄｔｅｅｆｃｓｏｅｐｄｇｏｖｔｕｔｒｓｏｈｒｓｎｅｎｈｆｅｔｆｎｗａｒｏｅｓｒｃｕｅｎｔｅＣＭＰｒｃｓｅｒｕｐｏｅｓｓｗｅｅｓｍｍａｉｅｒｚｄ．Ｋｅｒｃｍｉａｃｎｃｌｐｌｓｉｇ；ｐｏｉｈｎａｙｗｏｄｓｈｅｃｌｍｅｈａｉａｏｉｈｎｌｓｉｇｐｄ；ｓｒａｅｇｏｖｕｃｒｏｅｆ
介绍了新型抛光垫沟槽的研究进展，总结了几种新型抛光垫沟槽对抛光效果的影响，为抛光垫沟槽特性

preston抛光原理

preston抛光原理
Preston抛光原理主要是利用抛光液和抛光垫对物体表面进行抛光。

Preston抛光液通常是一种包含磨粒和化学剂的液体，而抛光垫则是一种能够将抛光液中的磨粒固定在某个位置，同时承受住抛光压力的垫子。

在Preston抛光过程中，首先将适量的Preston抛光液涂抹在抛光垫上，然后将需要抛光的物体放置在抛光垫上。

通过施加适当的压力和旋转速度，Preston抛光液中的磨粒会在物体表面产生摩擦力，从而去除物体表面的瑕疵和不平整区域。

同时，Preston抛光液中的化学剂会与物体表面发生化学反应，促进表面氧化和溶解，使表面更加光滑和平整。

Preston抛光原理的优点在于它能够快速、准确地去除物体表面的瑕疵和不平整区域，同时增强物体表面的光泽度和美观度。

此外，Preston抛光还能够提高物体表面的硬度和耐磨性，延长物体的使用寿命。

然而，Preston抛光也存在一些缺点。

首先，Preston抛光过程中会产生大量的热量和噪音，需要采取相应的冷却和降噪措施。

其次，Preston抛光液中的磨粒和化学剂会对人体造成一定的危害，需要采取相应的安全措施。

此外，Preston抛光的成本较高，需要投入较多的资金和人力成本。

总之，Preston抛光原理是一种有效的表面处理技术，能够提高物体表面的质量和美观度。

然而，在应用Preston抛光时需要注意安全和环保问题，同时需要投入较多的资金和人力成本。

基于叶序仿生抛光垫的化学机械抛光的运动分析

ｒｅ（Ｒ）ｅｅｅｔｌｈｄｏｈａｉｏｅｃｔｎｈｏｆｓｇｅａｒｓｅｇｉ．ＢｅｎｆｔｏｅａＭＲｗｒｓｂｉｅｎｔｅｂｓｆｔｕｔｇｔｅｒｏｉｌｂａｉａｎｙｍａｓｏｓｔａｓｓｈｉｙｎｖｈ
ｃｔｎａｃｒａｄｔｅＭＲＤｗｒｏｔｉｅ．ＴｅｒｓｌｈｗｔａｔｅｕｉｒｉｆｔｅｄｍｎｉｎｅｓｕｔｇｔｊｔｙｎｈＶｅｅｂａｄｈｅｕｔｓｏｈｔｈｎｆｔｏｉｅｓｌｉｒｅｏｎｓｏｙｍｈｏｓｄｓｉｕｉｆｈａｅｉｅｏａｖｌｍｅ（ＤＶ）ｏａｒｓｒｃｓａｅｉｐｏｅｈｎｔｅｒｖｌｔｎｉｒｔｎｏｅｍｔａｒｍｖｌｏｔｂｏｔｒｌｕＤＭＲｎｗｆｕｆｅｎｂｒｖｄｗｅｅ垫的化学机械抛光的运动分析
吕玉山段敏王军李楠张田邢雪岭
（阳理工大学机械工程学院，阳１０５）沈沈１９１
摘要为了改善化学机械抛光的接触状态和被加工工件的表面形态，于生物学的叶序理论设计了仿基生结构的抛光垫。从单颗磨粒切削理论出发，立了抛光运动方程和材料去除率分布模型。利用所建建
ｅｕｔｎａｄｍｄｌｈａｅｉｅｏａｖｌｍｅｄｓｂｔｎ（Ｖｑａｉｎｏｅ，ｔｅｍｔａｒｍｖｌｏｏｒｌｕｉｒｕｉｔｉｏＭＲＤ）ｗｓｃｌｌｔｎｎｌｅ．Ｔｅａａｃａｄａｄａａｙｄｈｕｅｚ

化学机械抛光工艺中的抛光垫

第6期(总第151期)2008年12月机械工程与自动化M ECHAN I CAL EN G I N EER I N G &　AU TOM A T I ON N o 16D ec 1文章编号:167226413(2008)0620073203化学机械抛光工艺中的抛光垫3周　海1,王黛萍1,王　兵1,陈西府1,冶远祥2(1.盐城工学院,江苏　盐城　224051;2.兴化祥盛光电子材料公司,江苏　兴化　225761)摘要:抛光垫是晶片化学机械抛光中决定表面质量的重要辅料。

研究了抛光垫对光电子晶体材料抛光质量的影响:硬的抛光垫可提高晶片的平面度;软的抛光垫可改善晶片的表面粗糙度;表面开槽和表面粗糙的抛光垫可提高抛光效率;对抛光垫进行适当的修整可使抛光垫表面粗糙。

关键词:化学机械抛光;抛光垫;表面粗糙度中图分类号:T G 5801692 文献标识码:A3江苏省科技厅科技攻关项目(BE 2007077);江苏省自然科学基础研究项目(BK 2008197);江苏省高校自然科学基础研究项目(06KJB 460119);江苏省大学生实践创新训练计划项目(07SSJCX 026)收稿日期:2008210215作者简介:周海(19652),男,江苏滨海人,教授,博士,主要研究方向为CAD CAM 、超精密加工。

0　引言化学机械抛光(Chem ical M echan ical Po lish ing ,简称C M P )是化学反应、机械摩擦、流体动压综合作用的过程,通过纳米级粒子的研磨作用与抛光液的化学腐蚀作用的有机结合,使被抛光的工件表面光滑,从而得到其它平面加工手段很难达到的光滑平坦表面[1]。

自1991年I BM 公司首次成功地将C M P 技术应用到动态随机存储器的生产以来,化学机械抛光技术已成功用于集成电路中的半导体晶片、存储磁盘、精密陶瓷、磁头、精密阀门、光学玻璃等表面的平面化,成为应用最为广泛的全局平面化技术[2]。

化学机械抛光中抛光垫修整的作用及规律研究

ｅｆｃｓｏｅｄａｎｏｄｔｎｒｎｃｎｉｏｉｇｐｒｒａｃｓＩｉｕｄｔａｈｙｅｏｉｏｄｃｓａｆｃｓｐｌｈｎｆｔｆｔｉｍｏｄｃｎｉｏｅｓｏｏｄｔｎｎｅｏｅｈｉｉｆｍｎｅ．ｔｓｆｎｔｔｅｔｐｆｄａｎｒｔｌａｆｔｏｉｉｇｏｈｍｙｅｓｅｃｅｃ．Ｔｅｐｌｈｎｆｃｅｃｎｒａｅｔｅｉｃｅｓｆｈｉｎｉｎａｄｂｎｉｇｓｒｎｔｆｄａｎｒｓａｓｒｄ— ｉｆｉｎｙｈｏｉｉｇｅｉｎｙｉｃｅｓｓｗｉｔｎｒａｅｏｅｄｍｅｓｏｎｏｄｎｔｅｇｈｏｉｍｏｄｃｔ．Ｇｓｉｈｈｔｙｌｉ
化学机械抛光中抛光垫修整的作用及规律研究
胡伟魏昕谢小柱黄平
（．东工业大学机电工程学院，州５００）１广广１０６（
要
抛光垫修整是化学机械抛光的重要过程之一。修整后抛光垫的性能主要由修整器的性能和相关的工艺参数决
定。本文介绍常用金刚石修整器的颗粒性能、胎体材料及相关工艺参数，总结金刚石修整器在不同条件下对修整性能的影响规律，发现：刚石颗粒的类型影响修整效率，Ａ金ＲＳ越大，整效率越高；粒尺寸的增大有利于提高修整效率；修颗粘结力的增大，以提高修整效率和使用寿命；可颗粒的均匀排列有助于抛光垫表面沟槽的形成；用陶瓷作为胎体材料，以使可提高使用寿命；修整压力及转速的增大，可以提高修整效率；整温度会对抛光垫的沟槽、修微孔及硬度产生影响，温度的升高，可以改善修整质量；修整密度越大，抛光垫的磨损率越高。最后对金刚石修整器的发展趋势做出展望。关键词化学机械抛光；抛光垫；整；刚石颗粒修金

化学机械抛光之抛光垫表面沟槽形状的研究与分析

２抛光垫表面开沟槽对抛光效果的影响
２．１沟槽对抛光效果的影响
在ＣＭＰ中，由于抛光垫和工件表面属于粗糙表面，两者不可能完全接触，因此存在一定的间隙，具有形成动压液膜所必须的楔形间隙。当在抛光垫的表面上开设沟槽时，可有效改善抛光压力分布的均匀度，有利的了提高加工质量。随着抛光盘转速的不断提高，具有沟槽表面的抛光垫在材料去除率方面的优势更加显著，原因是采用有沟槽抛光垫时随着抛光盘转速的不断增大，在晶片与抛光垫之间更容易形成流体膜，存储和输送抛光液的能力得到提高，从而使得抛光效率的提高。
ＣｈｉｎａＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＯｖｅｒｖｉｅｗ工艺设计改造及检测检修
化学机械抛光之抛光垫表面沟槽形状的研究与分析
李春宇（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州４５００００）

在ＣＭＰ过程中，抛光垫具有以下作用：（１）能储存抛光液，并把它输送到工件的整个加工区域，使抛光均匀的进行；（２）从加工表面带走抛光过程中的残留物质；（３）传递和承载加工去除过程中所需的机械载荷。这些影响因素中，抛光垫的表面沟槽形状及尺寸是抛光垫性能的关键参数之一，它直接影响到抛光区域抛光液的运送及均匀分布、化学反应速率、反应产物及其浓度，材料去除速率会产生重要影响，是改变抛光垫性能的重要途径。国内外学者对抛光垫的性能及其影响因素开展了大量研究，近年来，抛光垫表面特性对化学机械抛光过程的影响越来越受研究者的广泛关注。国内，广东工业大学和大连理工大学做过相关研究；国外，美国ＲＯＨＭ＆ＨＡＡＳＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＭＡＴＥＲＩＡＩ．ＳＣＭＰ公司、韩国株式会￥１ＳＫＣ和７ＳＲ株式会社做过相关研究并申请了多项专利，如提高抛光液利用率的带沟槽化学机械抛光垫、具有不均匀间隔沟槽的化学机械抛光垫、促进混合尾迹的待沟槽化学机械抛光垫等专利。本文介绍了化学机械抛光垫表面沟槽的基本形状及其对抛光效果的影响，通过总结国内外众多的研究成果和专利，介绍了不同复合形状的表面沟槽及其对抛光效果的影响。

cmp指示剂原理

cmp指示剂原理一、概述CMP（化学机械抛光）是一种广泛用于微电子、光电子和纳米技术领域的材料表面处理技术。

在CMP过程中，抛光液和抛光垫的协同作用，对材料表面进行物理和化学的双重作用，以达到平滑表面、去除表面缺陷和降低表面粗糙度的目的。

CMP指示剂，作为CMP过程监控的关键工具，其原理和应用对于CMP过程的优化和控制至关重要。

二、CMP指示剂的种类CMP指示剂主要分为两类：化学指示剂和机械指示剂。

化学指示剂主要通过化学反应指示CMP过程中的化学反应程度，如氧化还原反应、沉淀反应等。

而机械指示剂则主要通过测量抛光垫对材料表面的摩擦力和压力来反映CMP过程中的机械作用。

三、CMP指示剂的原理1. 化学指示剂原理：化学指示剂通过与CMP抛光液中的化学成分发生反应，产生颜色变化或沉淀物，从而指示CMP化学反应的程度。

例如，某些金属离子在特定的酸碱度下会呈现不同的颜色，因此可以通过观察颜色的变化来判断CMP过程中酸碱度的变化，进而评估CMP的化学反应程度。

2. 机械指示剂原理：机械指示剂通常由具有特殊物理性质的物质构成，如特殊的摩擦系数或硬度。

在CMP过程中，这些物质会与被抛光材料表面相互作用，导致摩擦力和压力的变化。

通过测量这些物理量的变化，可以反映CMP过程中的机械作用程度。

例如，一种常用的机械指示剂是由不同硬度的微粒构成的涂层，在CMP过程中，这些微粒会受到不同程度的磨损，从而指示CMP的机械作用程度。

四、CMP指示剂的应用1. CMP过程监控：通过使用CMP指示剂，可以实时监测CMP过程中的化学和机械作用。

这有助于了解CMP过程的动力学特征，控制CMP 过程的进行，优化CMP工艺参数。

2. 表面质量评估：CMP指示剂可以用于评估CMP后表面的质量。

通过分析CMP指示剂的颜色、沉淀物或物理量的变化，可以判断表面是否被完全去除、是否有过度抛光或欠抛光的情况。

3. 抛光液和抛光垫的优化：通过使用CMP指示剂，可以监测抛光液的消耗和抛光垫的磨损情况。