抛光垫是输送抛光液的关键部件
,
其表面是一层具有多孔性结构的高分子材料
,
起着储存
抛光液以及将抛光液中的磨蚀粒子送入片子表面并去除磨削的作用。抛光垫的机械性
能
,
如硬度、弹性和剪切模量、毛孔的大小及分布、可压缩性、粘弹性、表面粗糙度以
及抛光垫使用的不同时期对抛光速度及终平整度起着重要作用。
Shi
等
[22]
建立了用
软抛光垫抛光时的抛光速率方程
,
认为抛光垫的硬度对抛光均匀性有明显的影响。硬垫
可获得较好的模内均匀性
(within die nonuniformity, WIDNU)
和较大的平面化距离
,
软垫
可改善片内均匀性
(within wafer non-uniformity,WIWNU),
因此组合使用软、硬垫可以
获得良好的膜内均匀性和片内均匀性。张朝辉等
[23]
建立了一个初步的二维流动模型
来考虑抛光垫的弹性、孔隙参数、粗糙度对抛光液流动性能的影响
,
并通过数值模拟得
出了它们对压力分布和膜厚等的作用。结果表明
:
由于抛光垫的变形和多孔性
,
承载能力
将有所下降
,
膜厚增大
,
从而有利于抛光液中粒子和磨屑的带出。
Thakurta
等
[24]
考虑抛
光垫的可压缩性、多孔性和抛光液的传输方式建立了
CMP
的平面化模型
,
发现抛光垫不
同会影响抛光垫与工件间的液膜厚度
,
进而影响去除速率的大小。
St***reva
等
[25]
对比
了压缩性不同的
IC1000
与
IC1000/SUBAIV
两种抛光垫
,方管圆管抛光机,
发现可压缩性大的
IC1000/SUBAIV
抛光垫表现出更高的片间均匀性和抛光速率。张朝辉等
[26]
通过假定
孔质层流体服从达西
(Darcy)
规律即流动速度正比于压力梯度而反比于粘度提出了
CMP
中考虑抛光垫特性的三维流体模型
,
并给出了流动方程
,
发现当抛光垫的孔径尺寸较小和
其孔质层较厚时有较大的承载能力
(
包括载荷与转矩
),
从而将提高
CMP
的材料去除率
,
孔隙直径较大的抛光垫由于允许较多的流体流过多孔层而导致其承载能力下降。胡伟
等
[27]
研究了抛光垫表面沟槽的形状、尺寸和倾斜角度等因素对抛光过程的影响规律
,
结果表明
:
负螺旋型对数型沟槽抛光垫的性能佳
,
沟槽的深度和宽度会影响加工区域抛
光液的平均驻留时间、混合效率及成份
, -20
°倾斜角抛光垫的抛光效率。






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