芯片在全球科技领域中具有重要意义,堪称智能设备的“大脑”。而硅片作为芯片的衬底材料,它的表面质量决定着芯片的性能。本文以兆声振动辅助硅片化学机械抛光工艺为基础,分析兆声辅助抛光中一维接触模型以及抛光液的分布特性。针对抛光液的分布做出仿真与实验分析,综合分析兆声辅助化学机械抛光机理。首先分析了兆声辅助抛光的关键要素,包括兆声振动抛光头、抛光液、抛光垫,其中基于有限元与激光测振实验对兆声振动抛光头的工作原理进行了详细分析。研究了兆声振动在抛光液层产生的声压与声辐射压力,在此基础上分析了兆声辅助抛光中的接触模型与抛光液的一维分布。利用多物理场仿真技术,研究了兆声振动对抛光液流动速度的影响,并进行了抛光液从硅片边缘进入至中心区域以及兆声振动对促进抛光液扩散流动的实验研究。探究了有效抛光颗粒数量的变化及单个抛光颗粒所去除的材料体积,分析了兆声辅助化学机械抛光中振动的作用机理。研究结果表明,兆声振动抛光头的振动能量集中在工作面的中心区域,由于兆声抛光头的振动作用,抛光区域中的抛光液层受到了声辐射压力。抛光液的流动实验表明,抛光液会在抛光垫的中心与边缘区域汇集,而在硅片中心区域较少。兆声振动促进了抛光垫孔隙中的抛光液流动,使其扩散到接触区域并有效地参与抛光,增加了抛光垫粗糙峰中的有效抛光颗粒数量,从而使得硅片中心区域的去除率与边缘去除率相近,并提高硅片的表面质量。