磨粒振動對碳化硅CMP 的微觀結構演變和材料去除的影響

唐愛玲 苑澤偉 唐美玲 王穎

摘要 針對化學機械拋光中磨料易團聚、機械和化學作用不能充分發揮等問題，采用振動輔助的方法進行優化。通過分子動力學模擬，分析磨粒振動的頻率、振幅及其壓入深度、劃切速度對工件表面微觀原子遷移的演變規律，揭示振動對材料去除和表面改善的促進機制；并通過振動輔助化學機械拋光工藝試驗和表面成分分析，驗證振動輔助的拋光效果和去除機制。結果表明：適當增大磨粒的振動頻率、振動振幅及其壓入深度、劃切速度，可有效提高工件表面的原子勢能和溫度；磨粒振動有利于提高工件表面原子的混亂度，促進碳化硅參與氧化反應，形成氧化層并以機械方式去除；拋光試驗和成分分析也證實振動可以提高材料去除率約50.5%，改善表面質量約25.4%。

關鍵詞 碳化硅；振動；化學機械拋光；分子動力學

中圖分類號 TG74;TG58;TG175 文獻標志碼 A

文章編號 1006-852X（2024）01-0109-14

DOI 碼 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0053

收稿日期 2023-03-07 修回日期 2023-04-09