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1、------------------------------------------------------------------------------------------------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第6卷第1期江南大学学报(自然科学版)Vol.6 No.1 2007年2月Feb. 2007JournalofSouthernYangtzeUniversity(NaturalScienceEdition) 文章编号:1671-7147(2007)01-0086-05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赵永武, 王永光(江南大学机械工
2、程学院,江苏无锡214122)摘 要: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.关键词:化学机械抛光;模型;浓度中图分类号:TG115.58;O484.4文献标识码:AModelingofChemicalRemovalBYongΟwu, WANGYongΟguang(ofMechanicalEngineering,SouthernYangtzeUniversity,W
3、uxi214122,China)——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------Abstract:Abrasiveparticleisaveryimportantcomponentofthechemicalmechanicalpolishing(CMP)system.Thepaperaddressestheeffectsofabrasiveparticlesizeand
4、concentrationwithintheCMPprocessbasedonamolecularΟscaleremovalmodel.Thepaperalsoconsiderstheeffectsofthepolishingpad.Theproposedmodelbasedonthecontactmechanicsandprobabilitystatisticspredictsanonlineardependenceofremovalrateonparticlesizeandconcentration,whichisingoodagreementwiththetrendobserve
5、dexperimentally.Thestudyalsodeepensaunderstandingoftheeffectsoftheabrasiveparticlessizeandconcentration.Keywords:chemicalmechanicalpolishing;model;concentration 化学机械抛光技术广泛应用于集成电路芯片、半导体制造等领域,通过磨粒的机械作用和抛光液的化学作用达到材料的平坦化去除[1Ο3].磨粒的大小、浓度、性质、数目等特性是影响CMP材料去除 收稿日期:2006-12-20; 修订日期:2007-01-04. 基金项目:江苏
6、省自然科学基金项目(BK2004020);教育部回国人员启动基金项目([2004]527);清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金(SKLT04-06);江南大学重大基金(207000-21054200);江南大学预研基金(207000-52210434);教育部重点项目(教外字[2006]233号). 作者简介:赵永武(1962-),男,山东嘉祥人,教授,工学博士,博士生导师.主要从事纳米摩擦学和表面工程等研究.Email:zhaoyw@sytu.edu.cn——————————————————————————————————————-------------------------
7、-----------------------------------------------------------------------的关键因素之一.目前研究CMP材料去除机理的模型[4Ο7]思路多为:计算单个磨粒的材料去除率,计算参与材料去除的有效磨粒个数,进而求解材料的整体去除率.因而,对CMP磨粒的研究成为CMP研究的热点之一.然而,目前磨粒对材料去除的影响,还存在很多争议.Tamboli[8]的试验研究表明材料去除率随磨粒浓度的
