磨粒振动对碳化硅CMP 的微观结构演变和材料去除的影响

唐爱玲 苑泽伟 唐美玲 王颖

摘要 针对化学机械抛光中磨料易团聚、机械和化学作用不能充分发挥等问题，采用振动辅助的方法进行优化。通过分子动力学模拟，分析磨粒振动的频率、振幅及其压入深度、划切速度对工件表面微观原子迁移的演变规律，揭示振动对材料去除和表面改善的促进机制；并通过振动辅助化学机械抛光工艺试验和表面成分分析，验证振动辅助的抛光效果和去除机制。结果表明：适当增大磨粒的振动频率、振动振幅及其压入深度、划切速度，可有效提高工件表面的原子势能和温度；磨粒振动有利于提高工件表面原子的混乱度，促进碳化硅参与氧化反应，形成氧化层并以机械方式去除；抛光试验和成分分析也证实振动可以提高材料去除率约50.5%，改善表面质量约25.4%。

关键词 碳化硅；振动；化学机械抛光；分子动力学

中图分类号 TG74;TG58;TG175 文献标志码 A

文章编號 1006-852X（2024）01-0109-14

DOI 码 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0053

收稿日期 2023-03-07 修回日期 2023-04-09