超薄不锈钢基板cmp过程中抛光液流动特性研究

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1、广东工业大学硕士学位论文（工学硕士）超薄不锈钢基扳ＣＭＰ过程中拋光液流动特性研究钟静二〇一五年五月１１分类号：８４５：学校代号ＵＤＣ：密级：学号：２１１１２０１１１５广东：Ｄｌｋ大学硕士学位论文（工学硕士）超薄不绣钢基板ＣＭＰ过程中抛光液流动特性研究钟静指导教师姓名、职称：魏昕教授企业导师姓名、职称：无专业或领域名称：机械制造及其自动化学生所属学院：机电工程学院论文答辩日期：２０１５年５月ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉｔｅｄｔｏＧｕ

2、ａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｇｙｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎＳｃｉｅｎｃｅｇｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＰＯＬＩＳＨＩＮＧＳＬＵＲＲＹＦＬＯＷＤＵＲＩＮＧ－ＵＬＴＲＡＴＨＩＮＬＥＩＮＳＴＡＳＳＳＴＥＥＬＳＵＢＳＴＲＡＴＥＣＨＥＭＩＣＡＬＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＰＯＬＩＳＨＩＮＧＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｏｎＪｇｉｎｇＳｕｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷｅｎｐｅｉＸｉＭａｙ２０１５ＦａｃｕｌｔｙｏｆＥｌｅｃ

3、ｔｒｏｍｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｕａｎｇｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＧｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ，５１０００６摘要摘要超薄不锈钢基板是理想的柔性显示基板材料，如何降低超薄不锈钢基板表面粗糖度是制约着柔性显示器发展的关键问题。化学机械抛光（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇ，ＣＭＰ）以其超精密加工、无损伤表面和良好的抛光效果在显示器基板材料表面平整化中得到了广泛地应用。而国内外学者对化学机械抛光

4、过程中机理研宄有许多，但对抛光液流场的分布及其抛光工艺参数对液膜厚度和抛光质量的研究较少，系统研究超薄不锈钢基板化学机械抛光过程抛光液流场分布已经成为非常迫切的课题。本文围绕抛光液流场分布规律这一主题，针对不同的抛光工艺参数对液膜厚度和抛光质量影响规律展幵了研究。基于流体润滑等相关理论建立了超薄不绣钢基板ＣＭＰ过ＴＬＡＢ程抛光液流体动力模型软件对该模型进行数值模拟，，利用ＭＡ获得了不同拋光工艺参数对液膜厚度及液膜压力的影响规律。最后，搭建了高速摄影仪在检测平台，并对拋光液流场进行了可视化研究，进而对理论模

5、型进行验证。本文的主要研宄及结论如下：（１，：抛光速度对抛）分析了抛光速度对液膜厚度及抛光质量的影响规律结果表明光液膜压力影响极小，抛光速度对液膜厚度有显著性影响；在本文实验条件下，抛光速度为６０ｒ／ｒｎｉｎ时，抛光质量最优，液膜厚度变化最小，抛光液流场分布均匆性较好。（２）分析了抛光载荷对液膜厚度及抛光质量的影响规律，结果表明：抛光载荷对液膜压力、液膜厚度，Ｎ、抛光质量有显著性影响；在本文实验条件下抛光载荷为４０时，液膜厚度变化较小，抛光液流场分布均匀，抛光质量最优。（３）分析了抛光塾沟槽结构对液膜

6、厚度及抛光质量的影响规律，结果表明：抛光垫沟槽结构对液膜压力、液膜厚度、抛光质量有显著性影响；抛光垫无开槽时，液膜厚度变化较大，抛光液流场分布均匀性低，抛光质量差，；抛光塾有沟槽增加时抛光过程的稳定性及抛光质量都增加；同时不同沟槽结构抛光过程抛光液流场分布均匀性及抛光质量由优至劣为：复合型〉网格型〉同心圆型〉放射型。４（）分析了磨粒对液膜厚度及抛光质量的影响规律，结果表明：磨粒对液膜厚度、，抛光质量有显著性影响，液膜厚度变化较大抛光液流场分布均；抛光液中无磨粒时勾性低，抛光质量较差，；抛光液含有磨粒时，液

7、膜厚度变化较小抛光液流场分布均Ｉ广东工业大学硕士学位论文勾性较好，抛光质量较好；不同抛光液磨粒对抛光液流场分布均勾性及抛光质量由优〉２５０ｎｍ至劣为：５０ｎｍ磨粒磨粒〉无磨粒。关键词：化学机械抛光抛光液流场厚度值模拟；；液膜；数ＩＩＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＵｒａ－ｈａｓｓｔｔｓａｕｂｓａａｔｅｒｉａｔｌｔｔｉｎｓｔｉｎｌｅｓｅｅｌｓｕｂｓｔｒａｅｉｓｔｈｅｉｄｅａｌｆｌｅｘｉｂｌｅｄｉｐｌｙｓｔｒｔｅｍｌｓｈｏｗｏ，ｒｅｄｕｃｅ－ｔｈｅｕｌｔｒａｔｈｉｎ

8、ｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｕｒｆａｃｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｉｓａＩｃｅｙｐｒｏｂｌｅｍｒｅｓｔｒｉｃｔｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｆｌｅｘｉｂｌｅｄｉｓｐｌａｙ．