有限元方法模拟电流导线作用下铁磁流体化学机械抛光

化学机械抛光（CMP）是半导体行业中十分有效的晶片平面化工艺，但CMP机制研究亟待深入。构建了直角坐标系下的铁磁流体CMP雷诺方程模型，使用边界处理灵活、有效解决奇点问题的有限元方法对模型进行了数值模拟，考察了电流导线产生的非均匀磁场和抛光参数对CMP过程中晶片表面压力分布的影响。研究发现：电流导线产生的非均匀磁场使得靠近电流导线一边的晶片表面出现负压区域，与已有文献结果相一致；当磁场强度在一定范围内时，晶片表面的高压区域会随着磁场强度的增大而远离电流导线；晶片中心抛光液膜厚、倾角、仰角等抛光参数对由磁场压力引起的载荷和力矩都有一定影响，在铁磁流体CMP过程中应适当选取。