摘要：提出一种脉冲磁场辅助新型磁性复合磨粒化学机械抛光技术。该技术利用磁性聚合物微球与Si O 2磨粒组成的复合磨粒抛光液,在脉冲磁场辅助作用下,实现磨粒尺寸对硬质抛光盘微观形貌依赖性小、磨粒易进入抛光区域、材料去除率较高的抛光。设计了“之暠字形的对位式结构电磁铁,模拟计算表明其磁感应强度沿抛光平面分布均匀,磁性微球受到的磁力一致性好。磁性微球在抛光系统中的受力分析表明：磁性微球受磁力作用时有利于复合磨粒从近抛光区进入抛光区,以二体磨损的方式去除加工表面；磁性微球不受磁力作用时,复合磨粒随抛光液的流动而移动,避免大量聚集形成磁链。以表面粗糙度Ra=1.1μm的硬质抛光盘进行硅片抛光试验,施加不同频率和占空比的脉冲磁场前后,硅片的去除率从137 nm/min提高到288 nm/min,频率5 Hz、占空比50%时获得最大值,硅片表面粗糙度由抛光前Ra=405 nm减小到Ra=0.641 nm。

关键词：化学机械抛光 脉冲磁场 磁性复合磨粒 材料去除率 硅片 

单位：浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室; 杭州310014; 徐州徐工随车起重机有限公司; 徐州221007