磁性复合磨粒化学机械抛光(Magnetic Composite Abrasive Chemical Mechanical Polishing,MCA-CMP)是一种新型化学机械抛光技术,它采用硬质抛光器在磁场辅助作用下,利用传统抛光液的磨粒与磁性聚合物微球形成的磁性复合磨粒,实现材料的去除作用。辅助磁场促进了硬质抛光器对磁性复合磨粒的把持,降低了磨粒尺寸与抛光器微观形貌的依赖性。在MCA-CMP已有研究中发现,磁性磨粒在恒定磁场作用下易发生聚集,制约了材料去除率的进一步提高。本文主要针对MCA-CMP过程中恒定磁场作用下磁性磨粒发生聚集的问题,对磁场作用下流场中磁性微球分布形态进行了分析,并采用脉冲辅助磁场进行了抛光工艺的改进。本文的主要工作和成果如下:1.根据MCA-CMP抛光基本原理,通过改造现有抛光机结构,搭建了脉冲磁场辅助化学机械抛光实验平台。2.根据抛光工艺要求,通过理论计算设计出了适合MCA-CMP的脉冲电磁发生装置,并采用ANSYS软件对装置磁场的分布进行了模拟分析。3.磁场作用可以使磁性磨粒短时间内沉积在抛光器底面;磁场强度越大,越有利于磁性磨粒沉积在抛光器表面,但持续作用会造成磁性磨粒的聚集现象;一定频率的脉冲磁场作用,可避免大量磨粒聚集而阻碍抛光液的流动,实现了磨粒从近抛光区域顺利进入抛光区域。4.脉冲磁场辅助磁性复合磨粒硅片化学机械抛光实验结果表明:一定频率及占空比的脉冲磁场作用能实现较高的材料去除率,抛光速率的提高跟脉冲磁场的周期内作用与间歇的协调程度有关。