付 鹏， 杨卫平， 吴勇波

(1.江西农业大学 工学院，南昌 330045； 2.日本秋田县立大学 系统科学技术学部，秋田 015-0055)

作为集成电路最重要基底材料的单晶硅片，由于其上微电子器件尺寸的不断减小和数量的增多，故要求其表面具有很好的面型精度和表面质量，硅片加工质量的好坏直接影响到产品的质量和性能[1]。另一方面，硅片尺寸的不断增大，导致硅片加工时容易产生翘曲变形，加工难度增加，加工效率降低等。这些问题对硅片的制造技术提出了新的、更高的要求。固结磨料抛光，由于其磨具在抛光过程中所表现出的磨损不易影响工具面型精度，进而有利于硅片面型精度的保证。而且还较好地解决了传统游离磨料抛光的效率低、磨料浪费严重、抛光质量不易控制及对环境污染等问题，而使该技术得到越来越广泛的关注，并认为固结磨粒加工代表了硅片平坦化技术的发展方向[2-5]。对此技术的掌握和推广应用，深入研究材料的加工机理显得尤为重要。因而，国内外对化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)机理开展了广泛的研究，提出固体/固体接触模型[6]、机械化学协调效应模型[7-8]、黏着磨损/接触模型[9]、化学作用模型[10]、微划痕模型[11]等。超声振动辅助加工由于具有加工力小、加工质量高等优点，已被广泛应用于硬脆性材料的加工[12-13]，为此将这两种加工技术复合在一起，提出一种超声振动辅助固结磨粒化学机械抛光 (Ultrasonic Vibration Assisted Fixed Abrasive Chemical Mechanical Polishing-UFP)技术。为深入研究UFP硅片的加工机理，本文提出磨粒刻划硅片表面是实现硅片材料去除及表面形貌形成的关键。……