摘要：化学机械抛光（Chemical mechanical polishing，CMP）材料去除及负载特性主要受界面摩擦影响。对旋转型CMP系统进行了运动学和动力学分析，由此建立了CMP设备抛光界面摩擦负载（包括摩擦力矩和摩擦径向力）表达式。系统研究了CMP设备抛光头＆抛光盘主体结构负载特性随运动参数的变化规律，发现抛光头／盘转速比对负载影响最为明显：随转速比的增加，抛光头所受摩擦力矩增加，抛光盘所受摩擦力矩减小；且对抛光头而言存在值为1的临界转速比，当转速比小于1时，摩擦力矩对抛光头为驱动力矩；实际工况下转速比接近1时，抛光头所受摩擦力矩几乎为零，因相对运动而产生的摩擦负载主要由抛光盘承载。在此基础上，采用商用有限元分析软件建立了抛光盘及转子有限元模型，分析了抛光盘在螺钉预紧力、偏心轴向力和摩擦力矩复合载荷作用下的变形特性，为CMP装备设计提供了依据。

关键词：化学机械抛光 动力学 摩擦力矩 有限元 抛光盘 

单位：清华大学摩擦学国家重点实验室 北京100084