互连芯片化学机械抛光材料去除的仿真分析

针对互连芯片化学机械抛光去除机理的认知不足,假设金属材料弹塑性变形连续,对单磨粒划擦互连芯片的材料去除进行了数值表征.通过芯片应力分布和工艺参数对材料去除率分析发现:平均法向力大于平均切向力;滑动摩擦系数、材料去除率随抛光速度增加而增加;当抛光速度为10~12 mm·s~(-1)时,粒径为30 nm的磨粒材料去除率最大;当工作载荷为6μN,抛光速度为6~10 mm·s~(-1)时,粒径为30 nm的磨粒材料去除率略低,粒径为60 nm的磨粒的材料去除率最大.     

单晶硅片化学机械抛光材料去除特性

根据化学机械抛光(CMP)过程中硅片表面材料的磨损行为,建立了硅片CMP时的材料去除率模型,设计了不同成分的抛光液并进行了材料去除率实验,得出了机械、化学及其交互作用所引起的材料去除率.结果表明,磨粒的机械作用是化学机械抛光中的主要机械作用,磨粒的机械作用与抛光液的化学作用交互引起的材料去除率是主要的材料去除率.     

基于硫代水杨酸基电解液的纯铜电化学机械抛光反应机理研究

随着国防和电子工业领域的发展,纯铜精密零件对表面粗糙度的要求随之提高.在硫代水杨酸(TSA)的络合作用下,电化学机械抛光(ECMP)可避免加工应力引起的变形并获得低表面粗糙度的纯铜表面,但由于TSA存在多个官能团,其与纯铜材料的反应机理难以阐明.通过对电位动态极化和ECMP试验,优化了工作电位,实现在2 V(饱和甘汞电...     

Material removal model for non-contact chemical mechanical polishing

Material removal mechanism under non-contact condition between the pad and the wafer in the chemical mechanical polishing （CMP） process is investigated. Based on the assumption that almost all effective material removals take place due to the active abrasives which cut material through the plowing effects. A novel model is developed to predict the material removal rate （MRR） under non-contact condition between the pad and the wafer in CMP. Validated by the experimental data, the model is proved to be able to predict the change of MRR under non-contact condition. Numerical simulation of the model shows： the relative velocity u between the pad and the wafer and fluid viscosity 7/are the most important factors which impact MRR under non-contact condition; load changes of wa- fer also affects the MRR, but the effect is not as obvious as the relative velocity and fluid viscosity; when the radius of abrasive is not less than 50nm, the impact of MRRalone with the changes in the size of the abrasive can be ignored.     

铝合金碱性抛光液及其工艺条件

由于铝合金在碱性溶液中腐蚀速度极大,致使抛光时间不能过长;此外,由于碱性溶液抛光后表面的光亮度不大,所以降低铝的腐蚀速度、提高抛光光亮度是碱性化学抛光的关键．作者对铝合金的几种新型碱性化学抛光液及其工艺条件进行了研究．试验结果表明添加由硫脲(或钼酸铵或六次甲基四胺)、硅酸钠、十二烷基硫酸钠构成的复合缓蚀剂能大大提高铝合金抛光质量,同时可抑制碱雾的产生．铝合金碱性抛光液的较佳配方与工艺条件为NaOH300g/L,NaNO     

镍铬合金钢脉冲电流电化学抛光工艺研究

机械零件的表面质量直接影响其使用寿命.采用电化学机械复合抛光,可以大大提高机械零件的抛光效率,但对于深小孔等抛光工具(磨头)很难深入的小结构,采用此方法工艺上很难实现.脉冲电流电化学抛光可以经济有效地对复杂形状的零件型腔进行抛光.对镍铬合金材料试件进行了脉冲电流电化学抛光的工艺试验,讨论并分析了实验结果,得出了加工参数对表面粗糙度的影响规律,以及各加工参数影响表面粗糙度的经验公式.     

光学元件气囊抛光去除效率影响因素研究

基于Preston方程分析了气囊抛光特性,确定去除函数的三个重要特征,即抛光斑尺寸、形状以及去除量,得到影响光学元件气囊抛光材料去除效率的主要参数.通过定点抛光实验,分析气囊充气压强、压缩量、主轴转速对BK7光学元件去除函数和材料去除效率的影响.结果表明:充气压强与压缩量对于气囊抛光去除函数的形状影响较大,去除效率随气囊充气压强增大先升高到2.08mm3/min后逐渐降低然后又升高,压缩量与气囊转速的提高增大了材料的去除效率,分别可以达到6.84mm3/min和5.04mm3/min.     

铜及铜合金环保型化学抛光工艺新探

为满足铜及铜合金使用对表面处理的要求,研究了铜及铜合金化学抛光液的组成和抛光工艺．结果表明,HNO3-H2O2-H2O-稳定液组成的化学抛光液最优配方为体积比1：1：7：1,聚乙二醇用量为20．0g／L;最佳抛光工艺条件为抛光温度25℃、抛光时间12S．该配方及工艺具有组成简单、污染小、成本低廉、抛光快和易于操作的优点,对铜及铜合金进行化学抛光效果良好．     

Progress in material removal mechanisms of surface polishing with ultra precision

Chemical mechanical polishing (CMP) process is commonly regarded as the best method for achieving global planarization in the field of surface finishing with ultra-precision. The development of investigation on material removal mechanisms for different materials used in computer hard disk and ultra-large scale integration fabrication are reviewed here. The mechanisms underlying the interaction between the abrasive particles and polished surfaces during CMP are addressed, and some ways to investigate the polishing mechanisms are presented.     

环氧树脂混凝土力学性能及增强机理

通过正交试验方法来合理优化水性环氧树脂为改性材料的混凝土配合比,测定了不同掺量下的水性环氧树脂混凝土在常温下养护7d的力学性能指标,得出最优混凝土配合比．同时比较了在最优混凝土配合比条件下,掺与不惨水性环氧树脂时混凝土标准养护7d和28d的抗压强度和抗折强度,并对水性环氧树脂增强混凝土各种性能指标的增强机理进行了分析．试验结果表明,掺适量水性环氧树脂后,不但改善了混凝土的早期力学性能,而且也有效地改善了混凝土的韧性,使其变形能力得到提高,混凝土的抗压强度和抗折强度也有较明显的提高．     

Research on Abrasives in the Chemical Mechanical Polishing Process for Silicon Nitride Balls

Silicon nitride (Si 3N 4) has been the main material for balls in ceramic ball bearings, for its lower density, high strength, high hardness, fine thermal stability and anticorrosive, and is widely used in various fields, such as high speed and high temperature areojet engines, precision machine tools and chemical engineer machines. Silicon nitride ceramics is a kind of brittle and hard material that is difficult to machining. In the traditional finishing process of silicon nitride balls, balls are lapped...     

Modeling Chemical Mechanical Polishing with Couple Stress Fluids

Chemical mechanical polishing (CMP) is a manufacturing process used to achieve high levels of global and local planarity. Currently, the slurries used in CMP usually contain nanoscale particles to accelerate the removal ratio and to optimize the planarity, whose rheological properties can no longer be accurately modeled with Newtonian fluids. The Reynolds equation, including the couple stress effects, was derived in this paper. The equation describes the mechanism to solve the CMP lubrication equation with the couple stress effects. The effects on load and moments resulting from the various parameters, such as pivot height, roll angle, and pitch angle, were subsequently simulated. The results show that the couple stress can provide higher load and angular moments. This study sheds some lights into the mechanism of the CMP process.     

YAG基片的机械抛光研究

通过对机械抛光后的YAG表面进行了研究,结果表明:合理优化工艺参数,可获得较好的面形和较低的粗糙度,影响抛光效率的因素为磨粒、正压力和转速。采用较大粒度的磨粒,合理的增加压力和转速,有利于提高抛光效率。     

化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究

借助现代实验仪器在微纳量级模拟化学机械抛光工况条件,采集摩擦界面的实时摩擦因数,研究单晶硅片化学机械抛光中的化学作用和机械作用的协同及相互影响关系.研究结果表明:在一定的化学机械抛光工艺条件下,去离子水和过氧化氢的化学作用及抛光正压力与滑划速度的机械作用对化学机械抛光的材料去除过程有着不同的影响.进一步分析研究获得了化学和机械作用协同的工艺参数条件:当抛光正压力为70mN、滑划速度为8.00mm/s时,抛光效果最优.     

衬底基片表面加工变形问题研究

在分析衬底基片加工工艺和衬底基片加工试验的基础上,得出导致衬底基片表面变形的因素有：支承盘精度、粘片的方法、衬底基片的表层应力、抛光垫的材质。提出采用较高刚度和硬度的陶瓷支承盘和及时修整,使支承盘保持较高的表面形状精度。采用真空粘片,使衬底基片紧密贴合支承盘。通过双面研磨、双面抛光以及基片表面处理使得衬底基片两面应力一致。根据不同的衬底基片选择硬度适当的抛光垫,从而有效解决衬底基片表面加工变形问题。实现了衬底基片平面度小于5μm。     

水土作用的力学机理探讨

城市建设引起水化学环境变异，水化学变异通过影响土颗粒作用力变化控制土体的稳定状态，通过建立简单的立学模型，讨论了粒间作用力变化机理，并归纳总结了粒间作用力在水化学变异环境下宏表现形式。     

细集料抗磨光性能试验研究

介绍了两个系列细集料磨光试验的结果,其一是砂浆磨光值试验,用于调查碳酸钙（及硅颗粒）含量对砂浆磨光值的影响;其二是砂纸式试件的磨光试验,用于考察不同试验方法的磨光效果。试验设备为英式磨光机和魏勒－舒尔茨磨光机。得出的主要结论有：（１）砂浆磨光值试验没能反映出碳酸钙（及硅颗粒）含量的影响,而砂纸式试件的磨光能反映出细集料抗磨光品质的差异;（２）在砂纸式试件的磨光试验中砂的粒径对试验值有明显影响。     

超声振动辅助磨削脆性材料去除机理

脆性材料塑性去除有利于提高加工表面质量。采用切向、轴向和径向超声振动辅助磨削加工方法,对烧结钕铁硼NdFeB永磁材料去除机理进行了试验研究,结合脆性材料去除脆-塑性转变临界条件,分析了不同超声振动辅助方式对材料去除机理的影响。分析得出以下结论:轴向超声振动辅助磨削加工过程中,材料主要以塑性剪切的方式去除;切向超声振动辅助磨削加工过程中,材料主要以塑性方式去除,同时伴有少量沿晶断裂;径向超声振动辅助磨削加工过程中,工件材料主要以断裂破碎的方式去除,而且加工表面残留裂纹。因而,轴向超声振动辅助磨削最有利于实现脆性材料塑性去除。     

活性白土的化学改性及其作用机理研究

为了探讨活性白土的化学改性及其作用机理,对活性度最高和脱色率最大的两种典型活性白土,分别采用Ca(OH)2为改性剂进行无机改性和十六烷基三甲基胺为改性剂进行有机改性。实验结果表明,采用Ca(OH)2改性时,Bronsted酸活性中心和Lewis酸活性中心均可参与反应,以脱色率最高的活性白土为原料,阴离子交换容量可达1.404 mmol/g;采用十六烷基三甲基胺改性时,只有Bronsted酸活性中心参与反应,以活性度最高的活性白土为原料,有机烧失量可达0.775 mmol/gMMT。XRD分析表明所有改性活性白土的层间距均增加。采用一价阳离子改性时,反应比较容易,可采用简单的湿法工艺;采用二价阳离子改性时,反应比较困难,必须采用温度较低的干燥反应工艺。     

基于单分子层去除机理的芯片化学机械抛光材料去除模型

基于单分子层材料的去除机理,应用微观接触力学和概率统计方法建立了化学机械抛光(CMP)及材料去除的数学物理模型.模型揭示了材料的去除率和磨粒的大小、浓度呈非线性关系,而且模型预测结果与已有的试验数据相吻合,为进一步研究磨粒对CMP材料去除的影响提供了新的研究视角.