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1、------------------------------------------------------------------------------------------------化学机械抛光中抛光液流动的微极性分析第29卷第1期北 京 交 通 大 学 学 报Vol.29No.1 文章编号:167320291(2005)0120074204张朝辉1,雒建斌2(1.北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044;2.清华大学摩擦学国家重点实验室,北京100084)摘 要:化学机械抛光
2、(ChemicalMechanicalPolishing,CMP)是用于获取原子级平面度的一种有效手段,抛光液是其中重要因素之一.目前,CMP的抛光液通常使用球形纳米级颗粒来加速切除和优化抛光质量,这类流体的流变性能必须考虑微极性效应的影响.本文给出了考虑微极性效应的CMP运动方程,并进行了数值求解,这有助于了解CMP的作用机理.数值模拟表明,微极性将提高抛光液的等效粘度从而在一定程度上提高其承载能力,加速材料去除.这在低节距或低转速下尤为明显,体现出尺寸依赖性.关键词:化学机械抛光;微极流体;抛光液;流
3、变特性中图分类号:TH117文献标识码:AMicro-PolarEffectsofFlowinChemical,Jian2bin2(1.Engineering,BeijingJiaotongUniversity,Beijing100044,China;StateKeyLaboratoryofTribology,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)——————————————————————————————————————----------------------
4、--------------------------------------------------------------------------Abstract:Chemicalmechanicalpolishing(CMP)isamanufacturingprocesstoachievetheplanarityinthelevelofatomwheretheslurrymakesagreatdealofcontributionstotheCMPperformances.Cur2rently,thes
5、lurryusedinCMPusuallycontainssphere-shapedparticlesatnanoscaletoenhancethematerialremovalratio(MRR)andtooptimizetheplanarity.Micropolartheorywillprovideafeasiblecandidatetodescribetherheologyofthesefluids.TheflowequationoftheslurriesinCMP,basedonfluidtheo
6、rieswithmicrostructure,providesomeinsightsintothemechanismofCMP.Theeffectsonloadandmomentsofmicropolarityaresimulated.Theresultsindicatethatmicro-polaritycangiverisetoanincreaseinloadcapacitytoacertaindegreebyincreasingtheequivalentviscosityoftheslurries,
7、therebytheMRRcanbeenhanced.Thesize-dependfeaturescanbeseensinceitbecomesmorepromi2nentwithlowpivotheightandlowpadvelocity.Keywords:ChemicalMechanicalPolishing;micro-polarfluids;slurry;rheology 现代芯片制造领域中有两个相互矛盾的趋势:被加工件的尺寸越来越大,而所需的加工精度要求却越来越高.比如下一代集成电路中的晶片
8、要求直径大于300mm而表面粗糙度和波纹度要小于几个埃.下一代磁盘也要求表面划痕深度≤1nm,粗糙度≤0.1nm.这样,有必要对材料进行分子级去除.化学机械抛光——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------(
