用于量子电压基准中约瑟夫森结阵列的CMP平整化工艺研究

化学机械平坦化(chemical mechanical planarization,CMP)工艺处理Si02绝缘层是一种获得高度集成化超导电路的关键技术,尤其适合于多层堆叠约瑟夫森结阵列器件的平整化.设计了应用于热氧化生长的Si02薄膜和化学气象沉积生长的Si02薄膜的CMP工艺,得出两种薄膜的抛光速率分别为2 nm/...     

混合磨料对LED用蓝宝石衬底CMP质量的影响

分析了混合磨料在蓝宝石衬底化学机械抛光(CMP)过程中的作用机理,并对比了SiO2水溶胶磨料和SiO2与Al2O3混合磨料对蓝宝石衬底去除速率的影响.研究表明,在主磨料SiO2水溶胶中加入浓度为20mL/L同粒径纳米级的Al2O3可以使CMP过程中的化学作用与机械作用达到相互平衡,使抛光去除速率得到明显提高.在距抛光终点5～10min通过调整工艺参数与抛光液配比,使表面粗糙度由2.32nm降至0.236nm.     

超细氧化铝抛光液的制备及其抛光特性研究

化学机械抛光（CMP）技术广泛用于表面的超精加工,抛光液是CMP技术中的关键要素。本文制备了一种超细Al2O3抛光液,采用激光粒度杖、扫描电镜等对其进行了表征,进而研究了其在镍磷敷镀的硬盘基片CMP中的抛光特性,结果表明抛光液中Al2O3粒子用量、氧化剂用量均直接影响抛光后的表面质量及材料去除速率。借助时抛光后表面的原子力显微镜（AFM）、俄歇能谱以及X射线光电子能谱分析,对其CMP机理进行了推断。     

二氧化铈抛光材料应用的研究进展简

光电子与信息产业的迅猛发展加速了化学机械抛光技术（CMP）的更新。CMP作为目前最好的实现全局平面化的工艺技术（整体平面化的表面精加工技术）,借助超微粒子的切削作用以及材料的化学腐蚀作用可以将硅基材料抛光成光洁平坦表面,已广泛应用在硅基材料、光学元件和电子集成电路等元件的表面平坦化处理。随着抛光精度的逐渐提高,CMP已成为首选抛光技术。为了获得超高精度表面,对抛光材料的调配与生产的要求也不断提高,二氧化铈（CeO2）作为高效的抛光材料,在高精度抛光中得到广泛应用。     

二氧化铈抛光材料应用的研究进展

<正>光电子与信息产业的迅猛发展加速了化学机械抛光技术(CMP)的更新。CMP作为目前最好的实现全局平面化的工艺技术(整体平面化的表面精加工技术),借助超微粒子的切削作用以及材料的化学腐蚀作用可以将硅基材料抛光成光洁平坦表面,已广泛应用在硅基材料、光学元件和电子集成电路等元件的表面平坦化处理。随着抛光精度的逐渐提高,CMP已成为首选抛光技     

Cu CMP平坦化中螯合剂与氧化剂的协同作用

研究了在铜化学机械抛光(CMP)平坦化中螯合剂与氧化剂的协同作用。铜CMP抛光液主要由SiO2磨料、非离子表面活性剂、螯合剂和氧化剂组成。针对不同比例螯合剂与氧化剂的协同作用,分别对抛光/静态腐蚀速率、电化学、片内非均匀性及平坦化、表面粗糙度进行了检测。通过对实验数据进行理论分析,研究表明当螯合剂与氧化剂的比例约为1∶1时,平坦化效果最好。研究为进一步优化抛光液配比,最终实现Cu CMP的全局平坦化提供了一定的理论基础。     

纳米磨料在二氧化硅介质CMP中的作用分析

二氧化硅是目前IC生产中应用最广泛的层间介质，为满足光刻的要求，必须采用化学机械抛光（CMP）工艺对介质表面进行平整化加工，分析了二氧化硅介质CMP机理过程，指出了磨料是影响去除速率及表面状态的关键因素，并以自制纳米二氧化硅水溶胶配制抛光浆料进行CMP实验研究，采用这种高浓度、易清洗、低分散度的硅溶胶纳米磨料达到了较高的去除速率和较好的表面状态，有效地减少了表面划伤。另外还分析了磨料粒径、浓度及浆料的流速对CMP的影响，并且对浆料中加入的表面活性剂的作用进行了讨论。     

紫外LED辅助的4H-SiC化学机械抛光

在4H-SiC晶片的化学机械抛光(CMP)体系中加入紫外LED系统,研究TiO_2颗粒、紫外LED光功率、抛光温度和抛光液pH值对4H-SiC晶片抛光性能的影响规律,以获得较高的材料去除速率(MRR)和原子级光滑表面,满足LED器件对衬底材料表面的严格要求.结果表明,采用平均粒径25 nm、质量分数为2%的TiO_2颗粒,可显著提高MRR,且减少微划痕等表面缺陷;增大紫外LED功率,MRR随之增大;升高抛光温度,MRR快速提高,并可降低抛光所得表面粗糙度;在CMP体系中加入紫外体系可增加羟基自由基数量,抛光液pH值较低(2.2)也可维持较高MRR值,且抛光液pH值超过10时MRR值大幅提高.采用原子力显微镜(AFM)、光学显微镜来考察4H-SiC晶片抛光后的表面质量.基于各因素的影响规律,最终获得表面粗糙度为0.058 6 nm的4H-SiC晶片表面,且MRR达到352.8 nm/h.     

铝合金电化学抛光工艺

采用综合评价方法研究了铝合金电化学抛光添加剂，结果发现，在碱性溶液中加入PEG作光亮剂可明显改善抛光效果，加入酒石酸钠等作稳定剂可延长溶液使用周期，并在此基础上优化了抛光工艺条件。试验表明，采用此工艺来抛光铝材获得的综合效果优于酸性电化学抛光和传统碱性电化学抛光，是一项有应用前景的新工艺。     

现场金相检测中电解抛光技术的应用探索

为了改善工件表面的抛光效果,解决传统机械抛光对抛光工件几何形状的限制,提高实际工程中对工件的抛光效率,本文介绍了一种全新的抛光工艺——电解抛光。电解抛光工艺与工件的材质、电流大小以及电解液的温度等参数密切相关,合理的控制这些工艺参数才能达到理想的抛光效果。本文主要探究电流密度、抛光温度以及阴阳极间的距离等因素对抛光效果的影响。     

Li_2O-Al_2O_3-SiO_2微晶玻璃超光滑表面纳米划痕产生机理及抑制实验研究

对Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃超光滑表面进行了纳米划痕实验,测得微晶玻璃超光滑表面弹性-塑性与塑性-脆性转变的临界载荷分别为3.906 mN和29.78 mN.通过对微晶玻璃超光滑表面划痕产生机理进行分析,得出在纳米尺度的抛光加工过程中,抛光颗粒的载荷越接近弹塑转变临界载荷,则样品表面产生的划痕越少,越易获得无划痕的超光滑表面.通过对比抛光工艺优化前后的实验结果,可以看出优化后的抛光工艺对超光滑表面划痕的抑制效果较明显,证实了上述研究结果的正确性.该研究结果对于Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃超光滑表面加工具有一定的指导意义.     

Li2O-A12O3-SiO2微晶玻璃超光滑表面纳米划痕产生机理及抑制实验研究

对Li2O-A12O3-SiO2微晶玻璃超光滑表面进行了纳米划痕实验,测得微晶玻璃超光滑表面弹性一塑性与塑性．脆性转变的临界载荷分别为3．906mN和29．78mN．通过对微晶玻璃超光滑表面划痕产生机理进行分析,得出在纳米尺度的抛光加工过程中,抛光颗粒的载荷越接近弹塑转变临界载荷,则样品表面产生的划痕越少,越易获得无划痕的超光滑表面．通过对比抛光工艺优化前后的实验结果,可以看出优化后的抛光工艺对超光滑表面划痕的抑制效果较明显,证实了上述研究结果的正确性．该研究结果对于Li2O-A12O3-SiO2微晶玻璃超光滑表面加工具有一定的指导意义．     

高表面粗糙度6061铝合金的两酸抛光工艺研究

目的 为了降低6061铝合金的表面粗糙度,提出了一种环保型的两酸化学抛光工艺,并探究了抛光工艺条件对6061铝合金表面粗糙度和表面形貌的影响。方法 采用正交实验设计,确定6061铝合金两酸抛光添加剂的浓度,在此基础上通过单因素实验进一步对抛光液配方、温度和时间进行参数优化。通过粗糙度仪测量抛光前后的粗糙度和表面轮廓曲线,利用金相显微镜观察抛光前后的微观表面和断面金相,并且计算最佳工艺下的失重率。结果 在温度100 ℃、抛光10 min条件下,当抛光液的成分为H3PO4+H2SO4(质量比为2︰1)、10 g/L硫酸铝、2 g/L硫酸铜、1.6 g/L金属盐A、3 g/L氧化剂B、15 g/L过硫酸铵、1.5 g/L钼酸铵时,抛光效果最好。在最佳工艺下进行抛光,使铝合金表面粗糙度从6~8 µm降低至2 µm左右,粗糙度的标准差从2 µm左右降低至1 µm以下,失重率在0.002~0.004 g/(cm².min)范围内波动,并且得到了光亮的表面。结论 该抛光体系在处理高表面粗糙度的6061铝合金时表现出良好的抛光效果,研究结果对提高3D打印的6061铝合金零件表面质量提供了较好的借鉴与理论分析基础。     

单晶硅镜面超光滑表面工艺技术研究

用古典的沥青盘抛光技术,通过对超光滑抛光时所使用磨料的选取、沥青抛光盘的软硬和 厚度的合理应用、抛光温度的控制等工艺参数的优化,以f220mm内的单晶硅进行了超光滑表面抛光工艺试验。试验结果,单晶硅表面粗糙度RMS值达0.37nm,平面面形误差PV小于l/15,且加工工艺技术稳定可靠。     

蓝宝石衬底的化学机械抛光工艺研究

系统地分析了蓝宝石抛光工艺过程的性能参数,通过大量实验总结出了其影响因素并提出了优化方案。结果表明,采用粒径为40nm、低分散度的SiO2溶胶磨料并配合以适当参数进行抛光,可以获得良好的表面状态和较高的去除速率,能够有效提高蓝宝石表面的性能及加工效率。     

摩擦化学反应活化能在SiO_2-CMP中的作用

基于摩擦化学反应动力学,在修正阿伦尼乌斯公式的基础上,建立了考虑摩擦效应在内的化学反应速率方程,并建立SiO2介质膜化学机械抛光总材料去除率模型;同时,通过浸泡、变温抛光试验确定了材料去除模型.研究结果表明,在化学机械抛光（CMP）过程中,因为反应速率对温度的依赖程度降低,摩擦产生的机械能除了部分转化为热能等其他形式的能,绝大部分直接转化为化学能,即直接降低了化学反应活化能,从而提高了反应速率;纯化学作用和纯机械作用在整个CMP去除量中所占比重很小,可以忽略不计;不同浓度通过对摩擦力和活化能降低量的影响,从而影响了温度和抛光效果的相关性,活化能降低量与摩擦力基本呈线性关系.     

化学机械抛光技术及SiO2抛光浆料研究进展

随着半导体工业和集成电路(IC)工艺的飞速发展,化学机械抛光(CMP)作为目前唯一能提供超大规模集成电路(VLSI)制造过程中全面平坦化的一种新技术,已成为各国争相研究的热点。介绍了CMP技术的产生、优势、发展、理论、设备与耗材;着重介绍了SiO2浆料的国内外研究现状,并展望了CMP技术及SiO2浆料的研究开发和应用前景。     

内核尺寸对核/壳结构PS/SiO_2复合磨料抛光特性的影响

核/壳结构有机/无机复合微球作为一种新型抛光介质,在实现高效无损伤抛光方面具有重要的应用价值。以无皂乳液聚合法制备的聚苯乙烯(PS)为内核,通过溶胶-凝胶法合成了一系列具有不同内核尺寸的PS/SiO2复合微球。利用FT-IR、FESEM和TEM等手段对样品进行表征,并借助AFM考察了复合磨料内核尺寸对SiO2介质层抛光质量的影响规律。结果表明,所制备单分散PS微球尺寸在200~600 nm,复合微球的壳层由SiO2纳米颗粒(5~10nm)所组成,壳厚在10~15 nm。材料去除率(MRR)随复合磨料内核尺寸的减小而降低,而抛光后晶片表面粗糙度(RMS)的变化则不明显。当复合磨料内核尺寸为210 nm时,抛光后RMS和MRR分别为0.217 nm和126.2 nm/min。提出将核壳结构有机/无机复合磨料理解成一种表面布满无机纳米颗粒的微型"抛光垫",尝试用有效磨料数量以及壳层中单个SiO2颗粒的压入深度对CMP实验结果进行解释,并进一步讨论了有机内核在抛光过程中的作用。     

改进遗传算法在CMP终点检测的应用

提出了一种基于反射法的化学机械抛光(CMP)在线终点判定方法。首先通过改进的单纯形混合遗传算法(GA),对SiO₂薄膜的膜厚与折射率进行了拟合,再以200～1200nm波段内反射率平均值作为特征值,得到了不同膜厚条件下的反射率平均值参照表。以实时反射率与预设膜厚反射率的差方和、特征值大小及其变化趋势这2个条件作为CMP终点判定条件。实验结果表明:混合算法拟合膜厚平均相对误差小于0.21%,折射率平均相对误差小于1.07%;特征值计算速度快,满足在线动态抛光的时间要求。     

Ni-Ti形状记忆合金电化学抛光工艺研究

为提高Ni-Ti形状记忆合金的表面质量,以Ti50.8Ni(原子分数,%)为基材进行纳米级电化学抛光加工试验。基于自行研制的电化学抛光加工系统及抛光液,通过正交试验和单因素试验,分析了电流密度、抛光时间、抛光温度、电极间距等因素对电化学抛光的影响程度及影响机理。采用Micro XAM-100白光干涉仪对抛光试样进行检测。结果表明:最佳抛光工艺为电流密度J=1.0 A/cm2、电极间距d=15 mm、抛光时间t=140 s、抛光温度θ=15℃。在最佳工艺参数下抛光质量良好,试件表面粗糙度值显著降低至27.8 nm,表面平整均匀、光亮如镜。