低应力高效平坦化中的跨尺度接触与流动行为研究

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基本信息

  • 批准号：
    51105057
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    周平
  • 依托单位：
    大连理工大学
  • 学科分类：
    E0509.加工制造
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

针对下一代极大规模集成电路制造中低强度Cu/ultralow-k结构表面的低应力高效平坦化加工要求以及目前Cu/ultralow-k结构在平坦化过程中因局部接触压力过大而产生材料损伤和界面剥离等严重问题，提出通过提高宏/微观接触应力均匀性及排屑效率实现兼顾低应力和高效率的平坦化加工，并展开相关基础理论研究。采用多级微结构三维重构技术、微观接触力学试验装置、流固耦合数值模拟方法和全系统混合润滑模型研究化学机械平坦化（CMP）中的跨尺度接触行为和固液两相微流动，揭示造成宏/微观接触应力不均的本质原因及磨屑的运动规律，优化宏观结构及抛光垫微观形貌提高真实接触应力均匀性，并在抛光垫表面合理设计沟槽或深孔实现磨屑高效排出。通过对CMP中接触和流动行为系统和深入地研究，提出原创性的理论模型，为CMP技术的进一步发展和新型平坦化技术的研究提供理论支撑，对提高微电子制造技术水平具有重要意义。

结项摘要

针对下一代极大规模集成电路制造中低强度Cu/ultralow-k结构表面的低应力高效平坦化加工要求以及目前Cu/ultralow-k结构在平坦化过程中因局部接触压力过大而产生材料损伤和界面剥离等严重问题，围绕CMP过程中的宏/微观接触和流动行为开展了研究。重点开展了：1）微观尺度多级粗糙间隙内的流动行为分析方法研究；2）抛光垫粗糙表面的接触行为试验与理论研究；3）抛光过程中宏/微跨尺度流固耦合分析模型及高效高精度分析方法研究；4）CMP工艺过程分析软件平台开发工作，主要进展如下：.（1）利用格子波尔兹曼方法研究了抛光垫与晶圆表面之间多级粗糙间隙内的流动行为，提出了多级粗糙间隙的流量因子计算方法，为晶圆尺度抛光液流动行为的研究打下了基础。.（2）研制了可模拟CMP在位工况的真实接触面积观测系统，通过气路控制，实现可控加载、脉动加载和剪力作用条件下抛光垫微观接触行为的观察测量，研究了抛光垫在干、湿环境和抛光液环境下的接触特性，发现抛光垫在液体环境下有明显的粘弹塑性行为。.（3）建立了多级粗糙表面的接触力学模型，提出了将串联模型应用于沟槽抛光垫刚度计算的新方法，对单级沟槽抛光垫、多级沟槽抛光垫、开孔抛光垫的接触刚度进行了分析。.（4）为了研究晶圆尺度的抛光液流动和接触压力分布特性，建立了宏观尺度的全系统混合润滑模型，研究了CMP中的跨尺度接触行为，揭示了造成宏/微观接触应力不均的原因，分析了抛光垫特性对接触压力分布的影响。.（5）通过对CMP中接触和流动行为系统和深入地研究，提出了分析CMP过程中流固耦合行为的高效高精度分析模型，研制了相应的分析软件，为CMP技术的进一步发展和新型平坦化技术的研究提供理论支撑。.通过本项目的研究，丰富了化学机械抛光机理研究的理论和试验方法，对于化学机械抛光工艺技术研究具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量（8）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（4）
专利数量（2）
电化学机械平坦化抛光垫混合软弹流润滑行为数值研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    机械工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周平;郭东明;康仁科;金洙吉
  • 通讯作者：
    金洙吉
A mixed elastohydrodynamic lubrication model for simulation of chemical mechanical polishing with double-layer structure of polishing pad
双层结构抛光垫化学机械抛光混合弹流润滑模型
  • DOI：
    10.1007/s00170-014-6438-7
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Zhou Ping;Dong Zhigang;Kang Renke;Jin Zhuji;Guo Dongming
  • 通讯作者：
    Guo Dongming
A mixed elastohydrodynamic lubrication model with layered elastic theory for simulation of chemical mechanical polishing
用于模拟化学机械抛光的分层弹性理论混合弹流润滑模型
  • DOI：
    10.1007/s00170-013-5108-5
  • 发表时间：
    2013-06
  • 期刊：
    International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子：
    3.4
  • 作者：
    Ping Zhou;Dongming Guo;Renke Kang;ZhujiJin
  • 通讯作者：
    ZhujiJin
Processing and Mechanism of Dynamic Friction Polishing Diamond Using Manganese-Based Alloy
锰基合金动态摩擦抛光金刚石的加工工艺及机理
  • DOI：
    10.1080/10426914.2014.952033
  • 发表时间：
    2015-05
  • 期刊：
    Materials and Manufacturing Processes
  • 影响因子：
    4.8
  • 作者：
    Shi S.;Jin Z.;Zhong X.;Lin J.;Yin B.
  • 通讯作者：
    Yin B.
化学机械平坦化中晶圆姿态瞬态调整的数值模拟研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    机械工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    周平;赵杰;李治伟;金洙吉;柳滨
  • 通讯作者：
    柳滨

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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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