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封头抛光机磨粒在硅片表面运动轨迹计算
添加时间:2018-08-18
              封头抛光机磨粒在硅片上的轨迹,建立固定坐标系xO2y,三种抛光机的硅片与抛光垫运动关系分别如图2a~图2c所示。在基于游离磨料的传统CMP加工过程中,封头抛光机由于抛光垫是软质、多孔、粘弹性高分子聚合物,抛光液中的大部分磨粒在压力作用下会嵌入到抛光垫中,对硅片表面产生机械作用。所以为了便于研究分析,本文假设磨粒嵌入抛光垫,在抛光垫上均匀分布,并随抛光垫一起运动。为三片装抛光头及其运动关系示意图,设抛光垫半径为R,抛光头半径为r,抛光垫与抛光头的中心距为e,抛光垫与抛光头的转速和角速度分别为n1、n2及ω1、ω2,抛光头中心为O2。为计算方便,假设一个与抛光头大小相等的假想硅片安装在抛光头上,则磨粒在该假想硅片上运动轨迹覆盖图2a所示的三个硅片,即磨粒在三个硅片上的运动轨迹是磨粒在假想硅片上运动轨迹的一部分。
              因此,磨粒在三个硅片上的运动轨迹可以用磨粒在假想硅片上轨迹来表示。由图2a可知,当在某一时刻距抛光垫中心O1为Ri处有一磨粒在Pi0点与半径为r的假想硅片开始接触,起始转角为该类型抛光机一般安装有4~6个抛光头,抛光头和抛光盘绕着各自的轴线主动旋转,抛光头不摆动,每个抛光头可同时装多个硅片(一般为3~5片),如图1a所示。这种多头多片式抛光机一般用于加工直径不大于200mm的硅片,生产率较高。抛光头直线摆动单片式抛光机 这种CMP机床可安装一个或两个抛光头,每个抛光头只装一个硅片,抛光头和抛光盘绕着各自的轴线主动旋转,抛光头作直线摆动B型抛光机的抛光头只装一个半径与其一致的硅片,如图2b所示。抛光头在x轴上以O2为中心摆动,其周期为T,摆动幅度为A。硅片中心Ow的选初始位置与O2重合。Pi0点与硅片开始接触时的起始转角θi0与式(1)同,磨粒在抛光垫上运动方程与式(2)同。