溫度對(duì)CMP拋光的影響有哪些
化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)中,拋光墊大面積接觸工件,提高了一致性和拋磨效率,然而在拋光過程中,拋光墊也會(huì)不斷地磨損和消耗,各種因素都會(huì)影響拋光墊的性能和使用壽命,其中直接的因素就是溫度。
在化學(xué)機(jī)械拋光過程中,拋光墊的溫度通常會(huì)在兩種情況下升高。一個(gè)是固體和固體之間的物理摩擦接觸。摩擦力引起的溫度上升可能導(dǎo)致拋光墊的局部溫度上升到30℃。當(dāng)拋光在液壓釋放模式下進(jìn)行時(shí),熱量釋放將被釋放。另一種是拋光液和拋光墊之間的化學(xué)反應(yīng)釋放的熱量引起的溫度升高。當(dāng)聚氨酯拋光墊的溫度超過一定限度時(shí),拋光墊的聚氨酯材料的機(jī)械性能、物理性能和化學(xué)性能會(huì)暫時(shí)或一直發(fā)生變化。
在化學(xué)機(jī)械拋光過程中,溫度也是影響拋光質(zhì)量的重要因素之一。溫度會(huì)隨著拋光的研磨過程而變化。溫度升高對(duì)CMP拋光有兩種影響。溫度升高加速了CMP拋光液的化學(xué)活性和納米顆粒在拋光液中的運(yùn)動(dòng),從而加快了材料的去除速率。另一方面,溫度升高會(huì)軟化拋光墊的表面,從而降低材料去除速率。因此,研究化學(xué)機(jī)械拋光中的溫度場有助于揭示拋光機(jī)理,獲得穩(wěn)定的拋光速率,提高拋光零件的表面質(zhì)量。
一方面,溫度可以加速化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程;另一方面,溫度的升高會(huì)改變拋光墊和拋光液的性質(zhì),溫度升高拋光墊會(huì)變軟,使拋光顆粒表面的表面活性劑失效,從而加速顆粒的團(tuán)聚,造成化學(xué)機(jī)械拋光的破壞。根據(jù)我們的研究和計(jì)算,精拋光過程中溫度變化很小,大的溫升基本上對(duì)拋光過程影響不大。至于粗拋光過程中的溫升,接觸機(jī)理更為復(fù)雜,有待進(jìn)一步解決。
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