化学机械抛光机机械本体设计-机械制造及其自动化专业论文

大连理工大学硕士学位论文致 谢本论文得到了国家自然科学基金重大项目。先进电子制造中的重要科学技术问题研 究”字项耳“超景抛光中纳米粒子行为和化学作用及平整化原理与技术”(项目批准号： 50390061

大 连 理 工 大 学 硕 士 学 位 论 文 摘要 随 着 集 成 电 路 制 造 技 术 的 发 展 ， 晶 圆 直 径 不 断 增 大 ， 特 征 线 宽 不 断 减 小 ， 对 晶 圆 表 面 的 全 局 平 坦 化 和 局 部 平 坦 化 提 出 了 很 高 要 求 。 目 前 ， 化 学 机 械 抛 光 技 术 ( C M P ) 被 认 为 是 能 够 实 现 晶 圆 表 面 局 部 平 坦 化 和 全 局 平 坦 化 的 最 佳 方 法 。 C M P 设 备 是 C M P 技 术 的 必 要 硬 件 支 持 ， 也 是 C M P 技 术 的 综 合 体 现 。 随 着 C M P 技 术 的 发 展 ， 目 前 的 C M P 设 备 已 不 仅 仅 包 括 机 床 的 机 械 部 件 ， 还 包 含 了 C M P 过 程 的 精 确 控 制 、 终 点 监 测 、 在 线 测 量 、 抛 光 液 输 送 配 给 、 抛 光 垫 修 整 等 相 关 技 术 与 系 统 ， 并 集 成 了 晶 圆 的 C M P 后 清 洗 、 精 确 传 输 在 内 的 自 动 化 系 统 。 目 前 ， 国 内 尚 没 有 自 主 开 发 的 C M P 设 备 。 本 文 首 先 从 C M P 加 工 的 相 关 理 论 分 析 着 手 ， 分 析 了 抛 光 机 的 运 动 形 式 对 材 料 去 除 率 及 材 料 去 除 非 均 匀 性 的 影 响 。 建 立 了 不 同 运 动 形 式 下 的 材 料 去 除 率 数 学 模 型 ， 并 在 此 基 础 上 进 行 了 材 料 去 除 率 与 材 料 去 除 非 均 匀 性 的 数 值 分 析 。 然 后 针 对 轨 道 式 抛 光 机 的 两 种 基 本 形 式 ， 进 行 了 相 关 方 案 的 设 计 。 结 果 表 明 ： 弧 形 轨 道 式 抛 光 机 的 运 动 形 式 在 材 料 去 除 率 及 材 料 去 除 非 均 匀 性 上 略 优 于 直 线 轨 道 式 抛 光 机 ， 但 相 差 很 小 ； 而 直 线 轨 道 式 抛 式 光机在机构实现上明显优于弧形轨道式抛光机。在以上工作的基础上，进行了直线轨道 化 学 机 械 抛 光 机 机 械 本 体 及 相 关 零 部 件 的 设 计 工 作 ， 并 对 抛 光 机 的 重 要 部 件 利 用 C A E 软 件 进 行 了 静 力 学 分 析 。 最 终 完 成 了 直 线 轨 道 式 抛 光 机 的 整 体 装 配 件 的 结 构 设 计 和 相 关 自 制 零 部 件 设 计 。 关 键 词 ： 化 学 机 械 抛 光 ； 抛 光 机 床 ： 晶 圆 ； 平 坦 化