介电泳效应平面抛光的电极同层布置方式数值仿真与实验

摘要

针对化学机械平面抛光（CMP）过程中，抛光液受抛光盘旋转离心力作用，有效利用率低、在抛光盘表面分布不均，从而影响平面抛光效率和质量的问题，本文提出一种电极同层布置方式的介电泳平面抛光方法（Same Layer Arrangement of Eletrodes - Dielectrophoresis Planar Polishing ，SLAE-DEPP）。论文采用COMSOL Multiphysics对电极同层布置方式下封闭式圆环电极和非封闭式圆环电极的电势变化和电场强度平方梯度变化进行仿真，仿真结果表明：非封闭式圆环电极方式，电场强度平方梯度在半径ρ方向和角度θ方向都存在变化，在开口处最大电场强度平方梯度变化约为封闭式电极方式电场强度平方梯度变化的1.5倍。采用非封闭圆环电极同层布置方式制作抛光盘，搭建实验平台进行抛光实验，实验结果表明：与传统CMP抛光相比，SLAE-DEPP方式抛光3英寸硅片，抛光6小时后，工件中心处表面粗糙度Ra从初始690nm，下降到1nm以下，工件平面度（RMS值）为0.268 μm，工件材料去除率MRR提高了近27.3%，工件表面去除均匀达到镜面，抛光效率和抛光质量均优于传统CMP方式。

关键词