一种面向化学机械抛光终点检测系统的信号处理方法

提出了一种针对基于摩擦的化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing,CMP）终点检测系统的信号处理方法。该信号处理方法采用小波阈值去噪的方法去除包含在原始测量信号中的噪声;从去噪后的信号中提取卡尔曼滤波新息作为特征信号;根据CMP过程中卡尔曼滤波新息的特征来判断何时达到CMP终点。应用该信号处理方法,进行了铜CMP过程的终点检测试验。试验结果表明,该信号处理方法可以判断出铜CMP过程的终点。     

Model analysis and experimental investigation of the friction torque during the CMP process

A model for calculating friction torque during the chemical mechanical polishing(CMP) process is presented,and the friction force and torque detection experiments during the CMP process are carried out to verify the model.The results show that the model can well describe the feature of friction torque during CMP processing. The research results provide a theoretical foundation for the CMP endpoint detection method based on the change of the torque of the polishing head rotational spindle.     

CVD金刚石化学机械抛光工艺研究

本文提出采用化学机械抛光的新工艺实现传统方法无法达到的超光滑、低损伤的表面抛光.本文在对金刚石氧化的化学热动力学研究基础上,配制了以高铁酸钾为主要氧化剂的化学机械抛光液,指出加快化学机械抛光过程金刚石氧化的工艺措施.研制了用于CVD金刚石化学机械抛光的可加热抛光头和摩擦力测量装置,着重研究了CVD金刚石的化学机械抛光工艺.试验得到最佳的抛光工艺参数:抛光压力为266.7 kPa,抛光盘转速为70 r/min,抛光头转速为23 r/min,抛光温度为50℃.化学机械抛光的摩擦系数在0.060 ～0.065范围内变化,为混合润滑状态.     

Nd:YAG激光焊接殷钢材料的工艺研究

利用Nd:YAG脉冲激光作为焊接热源,对殷钢材料Invar36进行了对焊实验,分析了工艺参数(激光功率、焊接速度、脉冲宽度和离焦量)变化对焊缝的表面形貌、熔宽以及熔透性的影响.对2 mm厚度的殷钢对焊接头的硬度变化进行了检测,同时对比分析了焊缝和基体的金相组织.结果表明,激光功率和脉宽是影响焊缝熔深、熔宽和热影响区大小的主要因素,激光焊接速度的选择范围相对较小,离焦量主要影响焊缝的宽度和熔透性,焊缝的组织成分没有发生明显变化,显微硬度略低于基体,焊缝处的金相组织为奥氏体柱状晶,并且呈现奥氏体晶粒粗化现象.     

光学石英玻璃纳米划痕性能仿真研究

基于分子动力学方法,对石英玻璃进行了三维的纳米划痕仿真,用来研究其纳米加工性能。采用熔融-淬火的办法建立了石英玻璃的模型,并通过观察模型的截面图,分析了在制备过程中内部微观孔隙的形成过程和原因。在仿真过程中,观察了石英玻璃的变化和孔隙周围原子的运动,得到了切削力的曲线,重点研究了内部的微观空隙对划痕过程的影响。仿真结果表明:当石英玻璃冷却时,由于内部共价键的重组,会形成平均半径为0.25 nm的微观的孔隙,而且其降低了石英玻璃的纳米加工性能,使得切削力的曲线发生一定程度的波动。当磨粒划过表面后,会在表面以下形成厚度为2 nm的原子密集堆积区。由于稠密区的原子共价键键长的变化,失去了原有共价键的强度,所以会形成加工的损伤层。因此在对石英玻璃超精密加工时,应采用少量多次的加工方法来提高材料的加工性能。     

抛光液中缓蚀剂对铜硅片的影响

以硝酸铁为氧化剂选用不同缓蚀剂对铜化学机械抛光用抛光液的缓蚀效果进行了研究.通过测试不同缓蚀剂作用下铜的电化学极化曲线,来获得的腐蚀电流值和计算不同缓蚀剂的缓蚀效率.采用表面粗糙度为1.42nm的铜硅片进行静腐蚀和抛光实验,利用ZYGO粗糙度仪测试了硅片表面的粗糙度变化,并采用原子力显微镜分析腐蚀表面形貌.研究结果表明,在以硝酸铁为氧化剂的酸性环境中,苯丙氮三唑(BTA)作为铜抛光液的缓蚀剂具有良好的缓蚀效果.根据电化学参数计算出1.5wt%硝酸铁溶液中添加0.1wt%BTA的缓蚀率达99.1%;无论在静腐蚀还是在抛光过程中,在抛光液中添加BTA均可避免硅片严重腐蚀,使表面光滑.     

核主泵用流体静压密封环圆锥面高精度磨削实现策略

针对核主泵用流体静压密封环圆锥面高精度磨削难题,建立了由杯形砂轮端面切人式磨削的数学模型,提出将磨削面形误差分解为倾角误差和锥度误差并以此求解俯仰角和侧偏角取值范围的实现策略.以1个氦光带作为面形误差的评价指标时,发现俯仰角和侧偏角可在较大范围内取值,先粗略设定俯仰角和侧偏角中的任意一个,再精确调整另一倾角就能实现密封环圆锥面的高精度磨削,并且侧偏角比俯仰角对面形误差的影响更为敏感,先调整侧偏角再调整俯仰角有利于降低调整难度和提高调整精度.采用该磨削实现策略,选择两组不同的俯仰角和侧偏角加工密封环圆锥面,测量结果表明面形误差和表面粗糙度均在设计要求范围内.     

混合式陶瓷轴承的研制及其台架试验研究：I.制备陶瓷球最佳工艺？…

为了加速航空发动机技术的发展，研制混合式陶瓷轴承是一个值得重视的研究方向，研究这种轴承的关键在于陶瓷球的高效高精度加工，在这方面，常规的磨削加工方法很难满足实用要求，因此，利用一种新的磁流体研磨法加工Ｓｉ３Ｎ４陶瓷球，首先对这种方法的基本原理与装置和研磨实验条件与方法作了简要阐述，进而通过一系列的试验研究，考察了将Ｓｉ３Ｎ４陶瓷球毛坯研磨成成品球的研磨效率分别随驱动轴转动速度，加工载荷和磨粒粒径等     

铜化学机械抛光中的平坦性问题研究

铜的化学机械抛光(Cu-CMP)技术是ULSI多层金属布线结构制备中不可缺少的平坦化工艺.Cu-CMP后硅片表面的蝶形、侵蚀等平坦性缺陷将降低铜线的最终厚度和增大电阻率,从而降低器件性能和可靠性.而且可能进一步影响硅片的面内非均匀性(WIWUN),在多层布线中导致图案转移的不准确.本文介绍了对Cu-CMP平坦性的仿真、模拟和实验研究,并着重分析了碟形、侵蚀和WlWUN与抛光液、线宽和图案密度、抛光速度和载荷等相关参数的关系.     

CMP加工中的真空吸盘区域压力控制技术

目前半导体制造技术已经进入0.13μm时代,化学机械抛光(CMP)已经成为IC制造中不可缺少的技术。根据下一代IC对大尺寸硅片(≥300mm)面型精度和表面完整性的要求,分析了CMP(化学机械抛光)加工中大尺寸硅片夹持的关键之一—区域压力控制技术穴ZoneBackPressureControl雪,介绍了采用区域压力控制技术的必要性和理论基础,以及国内外研究现状和最新进展,并指出了该技术存在的问题与发展趋势。