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随着集成电路产业的飞速发展,半导体的产业地位越来越高,由于单晶硅是半导体的主要材料,因此对单晶硅表面质量的要求也越来越高。化学机械抛光技术是实现硅片表面全局平坦化的重要技术之一,但随着集成电路产业对单晶硅表面质量的要求越来越高,传统的化学机械抛光技术逐渐难以满足单晶硅表面质量要求。针对这一问题提出了雾化施液化学机械抛光技术,在很大程度上改善了传统化学机械抛光技术的不足。但目前对于雾化施液化学机械抛光的材料去除机理的研究尚未成熟,所以需要对雾化施液化学机械抛光的材料去除机理进行深入研究,进一步提高单晶硅的表面质量。研究了单独的化学作用和机械作用对抛光效果的影响,并设计单因素试验来研究抛光压力、抛光盘转速、雾液流量、氧化剂质量分数对抛光效果的影响,分析雾化试验抛光中化学作用和机械作用的机理,研究表明:雾化施液化学机械抛光是化学作用和机械作用共同作用的过程,在单独增加抛光压力、抛光盘转速、雾液流量、氧化剂质量分数其中任一因素的情况下,发现抛光效果并不会持续改善,说明在抛光过程中化学作用与机械作用相互影响。为了研究雾化施液化学机械抛光工艺参数对抛光效果的影响情况,以抛光盘转速、抛光压力、雾化器电压、氧化剂质量分数为因素,以材料去除率和表面粗糙度为评价指标设计正交试验,再对试验结果进行直观分析和权矩阵分析,得到了各因素对试验结果的影响趋势和程度,并得到了最佳参数组合。结果表明:在雾化施液抛光过程中抛光效果随抛光盘转速的增大而增大;随抛光压力的增大呈先增大后减小的趋势;随雾化器电压的增大而增大;随氧化剂质量分数的增大而增大。且影响程度顺序由大到小为:氧化剂质量分数、抛光压力、雾化器电压、抛光盘转速。当抛光盘转速为60r/min、抛光压力6psi、雾化器电压55V、氧化剂质量分数2.5wt%时,得到材料去除率和表面粗糙度均达到最佳,此时的抛光效果最好。建立了磨粒在硅片表面的运动轨迹方程,并使用MATLAB软件对不同参数下磨粒的运动轨迹进行了仿真,得到了抛光过程中的各个参数对磨粒轨迹的具体影响。在对单磨粒运动轨迹进行仿真的基础上,同时对多磨粒在硅片表面的运动情况进行了MATLAB仿真,结果表明:磨粒在硅片表面作周期运动,抛光垫转速和摆臂摆动角速度对抛光效果有显著影响,而摆臂摆动角度和长度对材料去除没有显著影响。基于磨粒在硅片表面的运动轨迹方程,进一步建立了考虑化学作用和机械作用的材料去除数学模型,并结合单因素试验的结果验证模型的准确性。