化学机械抛光中的抛光皮知识讲解课件

1、化学机械抛光中的抛光皮知识讲解1化学机械抛光中的抛光皮知识讲解2目录目录1.化学机械抛光简介2.抛光皮的分类3.抛光皮的作用4.抛光皮的制造工艺5.影响抛光皮性能的因素6.化学机械抛光的发展趋势化学机械抛光中的抛光皮知识讲解31-1 1-1 化学机械抛光化学机械抛光化学机械抛光化学机械抛光-cmp(-cmp(chemical mechanical polishingchemical mechanical polishing) ) cmp cmp 是化学的和机械的综合作用是化学的和机械的综合作用, ,在一定在一定压力压力及抛及抛光浆料存在下光浆料存在下, ,在抛光液中的腐蚀介质作用下工件表面在抛

2、光液中的腐蚀介质作用下工件表面形成一层软化层形成一层软化层，抛光液中的磨粒对工件上的软化层，抛光液中的磨粒对工件上的软化层进行进行磨削磨削， 因而在被研磨的工件表面形成光洁表面。因而在被研磨的工件表面形成光洁表面。化学机械抛光中的抛光皮知识讲解41-2 1-2 化学机械抛光基本结构化学机械抛光基本结构1.1.循环泵循环泵2.2.抛光液抛光液3.3.过滤磁环过滤磁环4.4.抛光机喷嘴抛光机喷嘴5.5.工件工件6.6.压力钢柱压力钢柱7.7.抛光皮抛光皮8.8.抛光盘抛光盘9.9.回收箱回收箱lo.lo.磁环磁环化学机械抛光中的抛光皮知识讲解51-3 1-3 化学机械抛光去毛刺机理化学机械抛光去毛

3、刺机理抛光液中的腐蚀介质与被抛光液中的腐蚀介质与被抛光表面材料发生了化学抛光表面材料发生了化学反应反应, ,生成很薄的剪切强度生成很薄的剪切强度很低的化学反应膜很低的化学反应膜, ,反应膜反应膜在磨粒磨削作用下被去处在磨粒磨削作用下被去处, ,从而露出新的表面从而露出新的表面, ,接着又接着又继续反应生成新的反应膜继续反应生成新的反应膜, ,如此周而复始的进行如此周而复始的进行, ,使表使表面逐渐被抛光修平面逐渐被抛光修平, ,实现抛实现抛光的目的。光的目的。化学机械抛光中的抛光皮知识讲解62.2.抛光皮的分类抛光皮的分类-1-1是否有是否有磨料磨料含氧化铈含氧化铈的抛光皮的抛光皮含氧化锆含氧

4、化锆的抛光皮的抛光皮无磨料的无磨料的抛光皮抛光皮有磨料的有磨料的抛光皮抛光皮抛光过程中的光圈稳定提高抛光速率提高被抛光工件的光洁度化学机械抛光中的抛光皮知识讲解72.2.抛光皮的分类抛光皮的分类-2-2依抛光皮的材质不同依抛光皮的材质不同不织布磨皮发泡聚氨酯磨皮阻尼布磨皮化学机械抛光中的抛光皮知识讲解82.2.抛光皮的分类抛光皮的分类-3-3依抛光皮的表依抛光皮的表面结构分类面结构分类无开槽结构无开槽结构表面开槽结构表面开槽结构化学机械抛光中的抛光皮知识讲解93.3.抛光皮的作用抛光皮的作用1.把抛光液有效均匀地输送到抛光皮的不同区域；2.从被加工表面带走抛光过程中的残留物质、碎屑从被加工表面

5、带走抛光过程中的残留物质、碎屑等，达到去除效果；等，达到去除效果；3.3.传递和承载加工去除过程中所需的机械载荷；传递和承载加工去除过程中所需的机械载荷；4.4.维持抛光皮表面的抛光液薄膜，以便化学反应充维持抛光皮表面的抛光液薄膜，以便化学反应充分进行；分进行；5.5.保持抛光过程的平稳、表面不变形，以便获得较保持抛光过程的平稳、表面不变形，以便获得较好的产品表面形貌。好的产品表面形貌。化学机械抛光中的抛光皮知识讲解103.3.抛光皮的作用（图解）抛光皮的作用（图解）刮擦作用磨粒被压入磨皮，通过刮擦作用移除研磨对象物。易变形，较软的磨皮更容易使磨粒压进，不容易刮伤研磨对象物，但是磨削力有所下降

6、。冲突作用和磨皮的实际接触面积很小，刮擦作用以外的接触部分由磨粒的冲突作用移除研磨对象物。研磨对象物研磨对象物被磨液的化学成分脆化被磨液的化学成分脆化研磨对象物研磨对象物研磨压力研磨压力旋转旋转 移动移动研磨对象物在磨皮上方加压移动产生负压从而使最初存在磨皮开孔部位的磨液流入磨皮和研磨对象物之间进行研磨。发泡具有磨液保持以及缓冲效果。对研磨对象物平坦度有一定效果。扩大橡胶弹性橡胶弹性化学机械抛光中的抛光皮知识讲解11 抛光皮开槽的作用抛光皮开槽的作用 抛光皮开槽能提高抛光皮自身的追从性，抛光皮沟槽形状对抛光液的运送及均匀分布、化学反应速度、反应产物及其浓度，材料去除速率会产生重要影响，是改变抛

7、光垫性能的最主要途径。 抛光皮开槽的种类抛光皮开槽的种类化学机械抛光中的抛光皮知识讲解124.4.抛光皮的制造工艺抛光皮的制造工艺不织布磨皮 薄状聚酯纤维层叠后，用针反复撞击使纤维结合在一起使其成为毛毡状，并把它浸在聚氨树脂或乳胶（sbr nbr等橡胶）中，然后切片，抛光，完成最终产品。断面毛毡浸过树脂后断面浸过树脂后表面化学机械抛光中的抛光皮知识讲解134.4.抛光皮的制造工艺抛光皮的制造工艺聚氨酯硬质磨皮 聚氨酯预聚物和硬化剂（增链剂） 、发泡剂按照规定量混合后，注入定型容器中做成块状，然后通过切片机加工成最终片状磨皮。表面 50断面 35化学机械抛光中的抛光皮知识讲解144.4.抛光皮的

8、制造工艺抛光皮的制造工艺阻尼布磨皮 聚氨酯树脂和发泡添加剂颜料（炭黑）等混合后放入水中凝固，干燥成薄膜状。然后通过抛光加工，粘上基材和双面胶得到最终产品。基材（ pet ）基材（ nwf ）断面表面抛光干燥断面断面化学机械抛光中的抛光皮知识讲解15抛光皮性能分析抛光皮性能分析种类种类特征特征用途用途优点优点缺点缺点不织布不织布磨皮磨皮处于聚氨酯硬质磨皮（固定磨粒）和阻尼布磨皮的中间位置。能够磨出一定程度的平坦性和平滑性。通常被使用于粗磨或中磨。硅片，半导体材料，蓝宝石，pdp,光学镜片，金属移除率较高欠陷性、平滑性和表面精度（很难加工高水准的平坦度）发泡聚发泡聚氨酯硬氨酯硬质磨皮质磨皮通常被使

9、用于要求高平坦性的抛光工程。根据硬度，密度，磨粒的种类，磨粒大小分布等可以做出各种适合不同需求的磨皮。lcd用玻璃基板，玻璃圆盘，光学镜片等可以加工出高水准的平坦性容易发生刮伤阻尼布阻尼布磨皮磨皮应用于高平滑性，低欠陷性的精磨工序没有经过抛光的阻尼布主要作为吸附垫应用于玻璃等的研磨。半导体晶片，硬盘，lcd玻璃主板，蓝宝石玻璃的精磨等平滑性，欠陷性好平坦性不如不织布磨皮和聚氨酯磨皮化学机械抛光中的抛光皮知识讲解165.5.影响抛光皮性能的因素影响抛光皮性能的因素-内部因素内部因素1.硬度抛光皮的硬度决定保持面形精度的能力；2.压缩比压缩比反映抛光皮的抗变形能力；3.涵养量抛光皮的涵养量是单位体

10、积的抛光皮存储抛光液的质量；4.粗糙度表面粗糙度是抛光皮表面的凹凸不平程度；5.密度密度是抛光皮材料的致密程度。化学机械抛光中的抛光皮知识讲解175.5.影响抛光皮性能的因素影响抛光皮性能的因素-外部因素外部因素 cmp是由运动学，力学，流体力学，化学，摩擦，磨耗等各种复杂作用来移除材料表面。 影响抛光皮性能的外部因素主要有抛光液的成份&浓度、抛光粉的粒径、压力、速度、时间、温度等。材料移除量材料移除量（rr）rrpv k：比例定数比例定数p：研磨压力研磨压力v：研磨速度研磨速度（磨皮和研磨对象物的相对速度磨皮和研磨对象物的相对速度） t：研磨时间研磨时间化学机械抛光中的抛光皮知识讲解

11、186.6.化学机械抛光的发展趋势化学机械抛光的发展趋势近几年，虽然近几年，虽然cmpcmp技术发展迅速，但技术发展迅速，但cmpcmp仍然存在很多未解决的题：仍然存在很多未解决的题：1 1、cmpcmp加工过程的控制仍停留在半经验阶段，难以保证表面的更高精度加工过程的控制仍停留在半经验阶段，难以保证表面的更高精度和平整度加工要求，和平整度加工要求，2 2、cmpcmp工艺的复杂性影响因素的多样性增加了问题的研究难度工艺的复杂性影响因素的多样性增加了问题的研究难度3 3、cmpcmp加工材料去除、抛光缺陷机理、抛光过程中纳米粒子的运动规律加工材料去除、抛光缺陷机理、抛光过程中纳米粒子的运动规律及行为以及及行为以及cmpcmp工艺方面的实际问题等还没有完全弄清楚。工艺方面的实际问题等还没有完全弄清楚。化学机械抛光中的抛光皮知识讲解19化学机械抛光的发展趋势化学机械抛光的发展趋势 随着集成电路的高密度化、微细化和高速化，随着集成电路的高密度化、微细化和高速化，cmpcmp在集成电路中的应用，对在集成电路中的应用，对于于45nm45nm纳米以后的制程，传统的化学机械抛光将达到这种方法所能加工的极限，纳米以后的制程，传统的化学机械抛光将达到这种方法所能加工的极限，可能被淘汰，因此需要在研究传统的可能被淘汰，因此需要在研究传统的cmpcmp理论与技术、提高其加工性能的同时