资源描述：
《基于磨损行为的单晶硅片化学机械抛光界面接触形式研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、------------------------------------------------------------------------------------------------基于磨损行为的单晶硅片化学机械抛光界面接触形式研究第28卷第2期2008年3月摩擦学学报TRIBOLOGYVol28,No2March,2008基于磨损行为的单晶硅片化学机械抛光界面接触形式研究苏建修,杜家熙,陈锡渠,张学良,郭东明(1.河南科技学院机电学院,河南新乡453003;2.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:设计了3种不同的抛光液并进行一系列抛
2、光试验,得到机械、化学及其交互作用所引起的材料去除率,分析了化学机械抛光时硅片与抛光垫之间接触形式的判别方法及其抛光机理.结果表明:化学机械抛光中的主要作用为磨粒的机械作用;材料的去除率主要为磨粒与抛光液交互作用所引起的材料去除率;硅片表面材料的去除形式主要为化学作用下的二体磨粒磨损;化学机械抛光时硅片与抛光垫之间的接触形式为实体接触.关键词:化学机械抛光;材料去除机理;材料去除率;磨粒磨损;接触形式中图分类号:TN305.1+2;TH117.3文献标识码:A文章编号:1004-0595(2008)02-0108-04———————————————————————————————
3、———————------------------------------------------------------------------------------------------------11112化学机械抛光(CMP)技术已成为超大规模集成电路(ULSI)制造中不可缺少的平坦化技术,但硅片CMP的材料去除机理还没有完全弄清楚索CMP机理对提高CMP技术十分重要[4][1~3]干,在美国CETR公司产CP-4型抛光机上进行抛光试验.抛光机放置在1000级超净室中,环境温度控制在22e左右.抛光垫为Rodel公司产IC-1000/SubaIV型平抛光垫,试验用水为
4、18.24M8的去离子水.采用的3种不同抛光液均由天津晶岭电子材料科技有限公司生产,分别用代号S1、S2及S3表示,其中S1为FA/O标准单晶硅抛光液(国家发明专利,已投放市场,抛光液pH值为10左右,其磨粒为SiO2,直径约80nm);S2为纯磨粒抛光液(即标准抛光液中加去离子水配制,磨粒含量同S1);S3为无磨粒抛光液(化学成分及含量同S1).1.2试验参数在硅片CMP过程中,抛光压力在2.07@10~426.89@10N/m范围内,一般为3.45~4.14N/m2[4,10]——————————————————————————————————————------------
5、------------------------------------------------------------------------------------4.探,而掌握CMP过程中硅片与抛光垫之间的接触形式是认识和理解硅片CMP材料去除机理的前提.目前,在硅片CMP材料去除机理的研究中,有的研究者认为硅片与抛光垫之间为实体接触;有的研究者认为硅片与抛光垫之间充满抛光液,抛光液的流体动压完全能够将硅片浮起,硅片与抛光垫之间为非接触[8,9][4~7];还有的研究者认为是半接触,作用于硅片上的外载荷由抛光垫和抛光液共同承[10,11]担.因此,必须弄清楚硅片与抛光垫之间
6、的接触形式,从而更好地了解硅片CMP过程中的去除机理[4].本文作者设计了3种不同的抛光液进行一系列,所以取抛光压力P0=4.14N/m,根据硅片2抛光试验,得到各机械、化学及其交互作用所引起的材料去除率,并分析其抛光机理.——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------CMP实际工作条件及试验机台的实际情况选择抛光参数为:中心距e=60mm,抛光头摆动范围Ac=
7、10mm,抛光头匀速摆动,速度为Vb=2.5mm/s,抛光液流量为100mL/min,抛光时间为5min.每次抛光前用抛光垫专用金刚石修整器及去离子水对抛光垫修整15min,同时用金刚石修整器对抛光垫进行在线修整.1实验部分1.1试验设备及条件取直径为50mm的单晶硅研磨腐蚀片试样若基金项目:国家自然科学基金资助项目(50390061);河南省教育厅自然科学研究计划资助项目(2008B460007);河南科技学院高层次人才启动基金资助项目.收稿日期:2007-05-28;修回日期
