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化学机械抛光中保持环对抛光液利用率影响的有限元模拟

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过程工程学报 2023年第12期23卷 1637-1645页

作者：屈朋阳黄盼练成林绍梁刘洪来华东理工大学化学与分子工程学院上海200237 华东理工大学化工学院上海200237 华东理工大学材料科学与工程学院上海200237

化学机械抛光(CMP)过程中抛光液占其总成本的50%,抛光液有效利用率却非常低。改进保持环的沟槽结构可以提高抛光液的有效利用率。本工作中,构建了抛光液流动与保持环转动的动态耦合模型,采用有限元方法(FEM)探究了CMP过程中保持环结构(... 详细信息

化学机械抛光(CMP)过程中抛光液占其总成本的50%,抛光液有效利用率却非常低。改进保持环的沟槽结构可以提高抛光液的有效利用率。本工作中,构建了抛光液流动与保持环转动的动态耦合模型,采用有限元方法(FEM)探究了CMP过程中保持环结构(包括沟槽数量、沟槽宽度、沟槽面积以及沟槽处是否为圆角)对抛光液有效利用率的影响。结果表明,同沟槽宽度(3.0 mm)时,抛光液的有效利用率随着保持环沟槽数量的增加而提高。而同沟槽面积(1785.4±0.3 mm^(2))时,保持环沟槽数量增加会导致抛光液的有效利用率下降。在其他条件相同的情况下,圆角型沟槽比尖角型沟槽有更高的抛光液有效利用率。本工作通过FEM优化了CMP工艺参数,为降低CMP成本提供了理论指导。

关键词：化学机械抛光保持环抛光液有限元模拟有效利用率

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保持环沟道直径偏差的计算

轴承 1991年第4期 7-10页

作者：刘建志仙桃市轴承厂技术科

用分离球和保持环组成保持架的四列(或双列)角接触球轴承,其保持环通过分离球压迫负荷球,使负荷球与内、外圈沟道保持良好的接触状态,借以消除径向游隙,这样保持环沟道直径偏差的确定尤为重要,文中给出了计算公式,可作为设计和装配这种... 详细信息

用分离球和保持环组成保持架的四列(或双列)角接触球轴承,其保持环通过分离球压迫负荷球,使负荷球与内、外圈沟道保持良好的接触状态,借以消除径向游隙,这样保持环沟道直径偏差的确定尤为重要,文中给出了计算公式,可作为设计和装配这种轴承的依据。附图2幅。

关键词：球轴承保持环沟道直径偏差计算

化学机械抛光保持环工艺参数及磨损模型的研究

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化学机械抛光保持环工艺参数及磨损模型的研究

作者：黄杏利西北工业大学

学位级别：硕士

在化学机械抛光中，晶圆边缘出现“过磨(Over-grinding)”现象，降低了晶圆表面的抛光质量和晶圆利用率，晶圆直径越大，晶圆边缘的“过磨”现象越严重。CMP保持环可以有效地解决或缓解这一问题。另外，保持环的磨损性对其寿命有很大影... 详细信息

在化学机械抛光中，晶圆边缘出现“过磨(Over-grinding)”现象，降低了晶圆表面的抛光质量和晶圆利用率，晶圆直径越大，晶圆边缘的“过磨”现象越严重。CMP保持环可以有效地解决或缓解这一问题。另外，保持环的磨损性对其寿命有很大影响。目前关于保持环工艺参数和磨损率的确定都是依靠反复的试验或经验确定，周期长，成本高，浪费大。本文主要开展保持环工艺参数的分析和磨损模型的研究，主要工作和结果有：采用ANSYS10.0有限元分析软件建立了CMP系统二维轴对称静态模型，基于抛光质量和等效应力成对应关系，以等效应力的分布情况代表晶圆表面的抛光水平。分析得出了保持环工艺参数对晶圆抛光质量的影响规律：P／P(保持环压力／晶圆压力)与W(保持环与晶圆之间的间隙)对晶圆抛光质量影响大，保持环宽度A对晶圆抛光质量的影响小。实际中，W越小越好。W确定后，P／P存在一个最佳值。得出了保持环工艺参数的设计方法和原则：CMP系统复杂贵重，有限元方法可以方便地完成设计，从而避免目前采用反复试验造成的严重浪费。设计时，先把P／P取为2左右，然后调整W，直到晶圆表面等效应力最均匀时，就是两者的最佳参数。基于抛光垫凸峰均匀分布和抛光液中磨粒尺寸正态分布的假设，将保持环和抛光垫的硬度与有效磨粒的数量联系起来，通过对单颗磨粒单位时间内磨损量和有效磨粒数量的分析，建立了保持环的磨损模型，其计算结果和磨损试验结果相吻合。注射成型了碳纤维增强聚醚醚酮复合材料(CF／PEEK)保持环样品，采用膜状浇口是保证保持环表面均匀一致耐磨损性的关键技术。研究结果可直接应用于保持环生产、设计和工艺制定，比目前的试验方法节约时间和成本。

关键词：保持环化学机械抛光有限元方法等效应力磨损率

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保持环在化学机械平坦化中的应用及研究进展

功能材料与器件学报 2021年第5期27卷 468-474页

作者：张思齐任砚铭黄嘉晔唐睿智李卫民上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海理工大学材料与化学学院上海200093 上海集成电路材料研究院上海200050 中国科学院上海微系统与信息技术研究所上海200050

化学机械平坦化(Chemical mechanical polishing or planarization,CMP)作为目前唯一可以实现平面平坦化的工艺技术,是集成电路制造工艺过程中实现晶圆表面平坦化的关键技术。保持环(Retaining Ring)作为化学机械平坦化工艺的主要耗材之... 详细信息

化学机械平坦化(Chemical mechanical polishing or planarization,CMP)作为目前唯一可以实现平面平坦化的工艺技术,是集成电路制造工艺过程中实现晶圆表面平坦化的关键技术。保持环(Retaining Ring)作为化学机械平坦化工艺的主要耗材之一,在CMP工艺中得到了广泛的应用。保持环主要用于CMP抛光工艺过程中固定晶圆,有助于研磨液通过保持环接触面上的多个沟槽输送到抛光垫-晶圆界面,提高了晶圆去除率的不均匀性(Within-wafer nonuniformity,WIWNU)。本文综述了近年来保持环材料、沟槽数、沟槽角度、沟槽接触角等因素结合CMP工艺(抛光液流量、转速、压力等)对CMP抛光效果(粗糙度、平坦度、去除率等)的影响。特别地,本文详细介绍了不同材料和结构的保持环与抛光垫之间的摩擦学和动力学行为、材料去除率(Material removal rate,MRR)和晶圆内去除率WIWNU的影响,期望为新型保持环结构的设计和制造提供新的研发思路。

关键词：化学机械平坦化保持环槽角度去除率

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保持环冲孔落料模的设计

机械工人（热加工） 2001年第11期25卷 21-21,48页

作者：费希文常瑛修海涛齐齐哈尔铁路车辆(集团)公司修车厂黑龙江161002

图1所示的保持环是铁路货车提速转向架“转8A”上的一个零件,用于橡胶垫的定位。材质为厚5mm的冷轧钢板Q235A。此零件的显著特点是外圆有一直边,内孔尺寸为φ(64.3±0.5)mm,

关键词：冲模铁路货币转向架保持环冲孔落料设计

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定制化保持环约束下控制量优化算法设计

航天控制 2024年第5期42卷 62-68页

作者：王露莎杨国昌曾光薛永泰航天器在轨故障诊断与维修重点实验室西安710043

针对大数量卫星轨迹保持控制策略自动快速计算的需求,开展了定制化保持环指标下卫星轨道控制量计算优化设计研究。在分析回归轨道特性基础上,优化了轨迹网预报参考基准计算方法,以历史精密星历构造伪观测数据,计算平均大气阻尼系数,将... 详细信息

针对大数量卫星轨迹保持控制策略自动快速计算的需求,开展了定制化保持环指标下卫星轨道控制量计算优化设计研究。在分析回归轨道特性基础上,优化了轨迹网预报参考基准计算方法,以历史精密星历构造伪观测数据,计算平均大气阻尼系数,将其作为轨迹网精密预报模型的输入,设计基于迭代修正的轨道控制量自动计算方法,通过合理选择初值、调控控制量粗筛区间,设置迭代终止门限,加快搜索速度。仿真结果表明,该方法能够快速完成卫星轨迹环到达指定西边界的控制量自动计算,为后续大数量卫星例行轨控策略高效自动计算提供理论支撑。

关键词：定制化保持环轨道控制量