单晶CMP的分子动力学模拟使用超声波振动辅助和空心磨料
Zhongwen Yang1, Tianbiao Yu1, Guofa Wang2
1School of Mechanical Engineering and Automation, Northeastern University, Shenyang 110819, China.
超声波振动辅助化学机械抛光 (UV-CMP) 通过削弱表面键增强了晶片的抛光效果. 空心石英磨砂剂比固体磨砂剂具有优势,提高效率并减少损坏.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- 化学机械抛光 (CMP) 对于半导体制造至关重要.
- 了解CMP中的原子级机制对于流程优化至关重要.
- 空洞的磨料结构为磨料设计提供了一种新的方法.
研究的目的:
- 为了比较传统的CMP与超声波振动辅助的CMP (UV-CMP),在Si (100) 上使用空心磨剂.
- 阐明材料去除机制和原子水平的化学反应.
- 分析空心磨结构对抛光性能的影响.
主要方法:
- 使用ReaxFF分子动力学 (MD) 模拟.
- 固体与空心二氧化磨砂颗粒的系统比较.
- 分析不同孔径和UV-CMP参数下的磨砂性能.
主要成果:
- 紫外线CMP加速了表面键断裂和氧化物层的形成,优化了在40GHz频率和12 Å振幅的去除效率.
- 与固体磨料相比,空心石磨料的硬度较低,缩小了入深度.
- 较大的空洞磨料可以取代较小的固体磨料,提高化学反应效率并最大限度地减少表面损伤.
结论:
- 空心磨剂通过利用其独特的结构性质来提高抛光效率和表面质量.
- 与传统的CMP相比,UV-CMP为晶片抛光提供了一种优越的方法.
- 这项研究为设计先进的磨料材料和优化抛光工艺提供了洞察力.
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