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抛光垫沟槽的形式对抛光因素的影响
一、常见的抛光垫表面沟槽的情况:
在实际生产发现对于不同产品抛光要求,不同的企业在抛光垫的应用时,有使用不同沟槽抛光垫情况。抛光垫在抛光应用是表面结构主要分为开槽(带有不同沟槽型)和不开槽(平整型)两种情况个,其中常见的开槽情况又有4类基本形式:
(1) 网格型(栅格型)
(2) 放射型
(3) 同心圆型
(4) 螺旋型(分为正螺旋型和负螺旋型两种)
二、抛光垫开槽和不开槽差异情况分析
抛光垫不开槽(平整型)在抛光过程中抛光稳定性低,抛光液在抛光产品中心无规律聚集,从而使抛光产品中心抛光废液不能快速排出,影响去除效率。在抛光垫表面适当开槽后,储存、运送抛光液的能力显著增强,磨料分布更均匀、工件表面剪切应力高,因此使抛光效率和质量都得到提高。
在对CMP抛光过程分析了解,其中抛光液对抛光产品的磨切作用和化学反应的材料去除有着很重要作用。而作为辅助抛光液作用的抛光垫在有无沟槽情况下,不同的抛光压力和转速情况下,将导致抛光液的流体薄膜压力以及抛光垫和抛光产品之间的接触压力作用也有着明显不同,由此导致抛光效率差异化。
、抛光垫沟槽的结构特征对抛光因素的影响
抛光垫沟槽的结构特征包括了:沟槽的形式(平行与垂直交叉型或同心环形)、形状(V型、U型或楔型)、方向和尺寸(深度、宽度和间距)。经实验研究发现,这些抛光垫的沟槽的结构特征会对抛光过程中抛光液的利用率、分布和流动性,以及抛光温度等因素有一定的影响,从而影响了抛光加工产品的效率和质量。
1、沟槽的形式对抛光因素的影响
抛光温度
不同的沟槽形状会影响温度及热分布。实验表明,在相同条件下,相对于无沟槽的抛光垫,使用圆环型沟槽抛光垫抛光时,沟槽的存在会影响热量的径向传输及分散,抛光垫和抛光产品的温度均略有提高。而其它沟槽形状的抛光垫,具有较强的运送抛光液能力,所以会对温度及热应力分布产生更大的影响。
抛光液利用率
(1) 网格型(栅格型)
网格型(栅格型)沟槽可以提供到达抛光垫周缘的各种长度的路径,但是由于它在敞开状态中延伸到了抛光垫周缘,不具有任何的封闭部分,抛光液也很容易从抛光垫上流出;
(2) 放射型
放射性的沟槽为抛光液的外流提供最短的路径,使其在抛光垫旋转的离心力作用下快速到达抛光垫周缘;
(3) 同心圆型
同心圆状沟槽具有局部的闭合结构,它的垂直槽壁能够抵抗抛光垫旋转引起的离心力,将抛光液保留在沟槽中,可以获得可观的抛光液储存容量;
(4) 螺旋型(分为正螺旋型和负螺旋型两种)
正负螺旋型沟槽与抛光产品和抛光垫之间的接触模式以及修整时间等因素对抛光效率会产生较大影响;负螺旋型由于与抛光垫旋转方向相反,有助于新的抛光液运送与均匀分布,同时在离心力的作用下,也有助于旧抛光液和抛光产物的排除使得新抛光液能及时进入加工区域,抛光产品与抛光垫之间的摩擦系数较大,抛光效率比正螺旋型更高。
综合以上抛光垫沟槽形式特性和抛光实验得知,同心圆型沟槽的抛光在抛光液利用率上最高,其次为网格型,再次是放射型。
抛光过程中沟槽形式不同导致抛光液的利用率对抛光效果的影响有相对综合因素,从沟槽形式的取向可分为环向和径向,径向沟槽会起到类似于通道的作用,使分配的抛光液最大程度沿径向外流。当沟槽的取向从环向更多的变为径向的时候,抛光液向外迁移增加。如果外流过大,会降低抛光液的利用率,导致抛光垫和抛光产品表面之间不能充分散热而引起接触点过热,引起抛光性能变差和抛光垫磨耗增大,从而对抛光过程造成负面影响。
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更新时间:2019-05-30 14:45:51 【
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