化學(xué)機(jī)械拋光流場(chǎng)的流體動(dòng)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(xiàn)規(guī)精確的多平層的晶片。目前，化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical MechanicalPolishing，CMP)工藝是最有效的用來(lái)磨平每層晶片的技術(shù)。最基本的化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程，是在化學(xué)反應(yīng)溶液的作用下，對(duì)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?；瘜W(xué)拋光溶液是一種對(duì)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(jī)械作用混合來(lái)完成。整個(gè)過(guò)程中主要的可變量為機(jī)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(gè)目標(biāo)，必須清楚化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程的機(jī)械力學(xué)作用以及拋光過(guò)程中最適宜的變量值。
　　 數(shù)值計(jì)算CMP的應(yīng)力偶模型可以克服實(shí)驗(yàn)和測(cè)試的局限，在CMP機(jī)理研究中得到大量發(fā)展，目前已成為一個(gè)活躍的領(lǐng)域。本文介紹了化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程的機(jī)械力學(xué)作用，并且分析了半導(dǎo)體

3、晶片加工中的流場(chǎng)效應(yīng)。在標(biāo)準(zhǔn)研磨條件下計(jì)算出了拋光液壓力分布，同時(shí)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(xiàng)的潤(rùn)滑方程，通過(guò)數(shù)值模擬得到離心力對(duì)拋光液壓力分布的影響。主要結(jié)果如下：
　　 (1)通過(guò)流場(chǎng)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)分析，建立了潤(rùn)滑方程模型。
　　 (2)應(yīng)用數(shù)值方法解出壓力場(chǎng)分布，分析了各參量的影響，發(fā)展了一套計(jì)算程序。
　　 (3)在已有潤(rùn)滑方程的基礎(chǔ)上，本文提出并計(jì)算了帶有離心