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单晶硅片与硬磁盘基片的研磨和化学机械抛光的若干问题的研究

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第0章绪论

0.1选题背景

0.1.1硬磁盘基片的超精密研磨与抛光

0.1.2单晶硅片的超精密研磨与抛光

0.2化学机械抛光(CMP)简介、国内外研究现状及意义

0.2.1化学机械抛光(CMP)简介

0.2.2化学机械抛光(CMP)研究现状

0.2.3 CMP研究意义

0.3本课题的研究目标、内容

0.3.1研究目标

0.3.2研究内容

第一篇典型结构的化学机械抛光及研磨机的运动建模和仿真研究

第1章硬磁盘曲柄摇杆式抛光机的运动形式、运动建模和仿真研究

1.1运动模型的建立

1.2 CMP过程的运动模拟与分析

第2章硬磁盘行星式研磨机的运动形式、运动建模和仿真研究

2.1运动模型的建立

2.2研磨过程的运动模拟

第3章单晶硅片摆式研磨抛光机的运动形式、运动建模和仿真研究

3.1运动模型的建立

3.2研磨(抛光)过程的运动模拟

第4章本篇总结

第二篇化学机械抛光及研磨的接触区域压强场仿真研究

第5章单晶硅片和硬磁盘的化学机械抛光及研磨的假定和物理模型的建立

5.1单晶硅片和硬磁盘的化学机械抛光及研磨的一些假定

5.2单晶硅片和硬磁盘的化学机械抛光及研磨的物理模型建立

第6章接触问题的有限元方法理论及其仿真软件ANSYS

6.1有限单元法简介

6.2接触问题有限元法

6.3轴对称接触问题的有限元计算方法

6.4非线性问题求解方法简介

6.5 ANSYS仿真软件

第7章单晶硅片无背垫无护环抛光的接触压强分析

7.1基本结构

7.2有限元模型及仿真

7.3单晶硅片的接触表面压强分布仿真结果分析

第8章单晶硅片无背垫有护环抛光的接触压强分析

8.1基本结构

8.2有限元模型及仿真

8.3单晶硅片的接触表面压强分布的仿真结果分析

第9章单晶硅片有背垫无护环抛光的接触压强分析

9.1基本结构

9.2有限元模型及仿真

9.3单晶硅片的接触表面压强分布的仿真结果分析

第10章单晶硅片有背垫有护环抛光的接触压强分析

10.1基本结构

10.2有限元模型及仿真

10.3单晶硅片的接触表面压强分布的仿真结果分析

第11章硬磁盘基片双面研磨的接触压强分析

11.1基本结构

11.2有限元模型及仿真

11.3硬磁盘基片双面研磨的接触表面压强分布的仿真结果分析

第12章镀层硬磁盘双面抛光的接触压强分析

12.1基本结构

12.2有限元模型及仿真

12.3镀层硬磁盘双面抛光的接触表面压强分布的仿真结果分析

第13章本篇总结

第三篇实验与本文结论

第14章实验对理论分析结果的验证

14.1单晶硅片化学机械抛光的验证

14.2硬磁盘研磨抛光的验证

第15章本文结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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摘要

本文基于PRESTON方程深入研究了单晶硅片与硬磁盘基片在研磨和化学机械抛光过程中材料去除机理和影响其过程的关键问题——工件表面速度和压力场的分布情况,找到速度与压力场的分布对材料去除率的影响.对几种典型结构的研磨抛光机—曲柄摇杆式抛光机、行星式研磨机和摆式研磨抛光机进行了动力学分析.利用弹性力学的接触理论对硬磁盘基片与单晶硅片的几种典型研磨抛光形式—无背垫抛光、有背垫抛光、无护环抛光、有护环抛光和双面研磨抛光,建立了物理力学模型.

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