林益波,赵天晨,邓乾发,袁巨龙

(浙江工业大学超精密加工研究中心,杭州310014)

平面抛光技术是广泛地应用于光学零件[1—2]、半导体基片[3—5]、衬底[6—9]及各类高精度、高表面质量平面元器件[10—12]的最终加工手段。该加工方式会使抛光液因受到离心力的作用而被甩出,抛光盘转速越快,抛光液驻留加工区域的时间就越短,这样不仅造成抛光液的浪费,同时也使抛光液分布不均匀,降低了加工效率。为解决上述问题,本文提出一种基于介电泳效应的抛光新方法。这种新方法能延长抛光液和磨粒在加工区域内的驻留时间,改变磨粒在加工区域的分布,增强抛光介质的工件材料的去除能力,提高加工效率。同时,减少抛光液和磨粒甩出造成的无效损耗,降低生产成本。介电泳抛光中,工件表面质量受到很多因素影响,比如抛光盘转速、压力、抛光液、电极形状、电压、极板间距等,本文主要研究电极形状对介电泳抛光的影响。本文进行传统CMP抛光实验和使用不同形状的电极对单晶硅片进行介电泳抛光实验,验证介电泳抛光方法的有效性,研究电极形状与抛光均匀性、抛光效率和去除率之间的关系。

1 实验

1.1 实验原理

介电泳是指中性粒子在非均匀电场中由于极化效应所导致的移动现象[13—14]。在均匀电场中,中性粒子极化后受到大小相等、方向相反的两个力,不会发生移动,如图1a所示;在非均匀电场中,极化后中性粒子的正负电荷中心处于不同的电场强度中,受到不同大小的力,产生位移[15],如图1b所示。……