CVD金刚石膜的机械抛光加工研究

在简要综述 CVD金刚石膜光整加工方法的基础上 ,在自动抛磨机上对 CVD金刚石厚膜进行了初步的机械抛光工艺研究 ,借助扫描电子显微镜 (SEM)对抛光前后及抛光过程中 CVD金刚石膜的表面形貌变化进行了观察 ,初步讨论了 CVD金刚石的去除过程。     

弱碱性抛光液中铜化学机械抛光的电化学行为

在弱碱性介质里以铁氰化钾为钝化剂,对铜化学机械抛光技术（CMP）过程中的电化学行为进行了在线测试,考察了铜在无铁氰化钾存在下的极化行为及铁氰化钾浓度对腐蚀电位的影响,研究了在不同压力下铜抛光前后的腐蚀电位（φE）和腐蚀电流密度（JC）的变化规律,比较了抛光前及抛光过程中铜极化曲线的变化。定性地通过成膜的快慢及抛光过程中腐蚀电流密度的大小来说明抛光速率的高低,证明了以弱碱性溶液为介质,铁氰化钾为成膜剂,纳米γ-Al2O3为磨粒的CMP配方的可行性。     

化学机械抛光过程抛光液作用的研究进展

化学机械抛光(CMP)已成为公认的纳米级全局平坦化精密超精密加工技术。抛光液在CMP过程中发挥着重要作用。介绍了CMP过程中抛光液的作用的研究进展,综合归纳了抛光液中各组分的作用,为抛光液的研制和优化原则的制定提供了参考依据。     

铁刻蚀CVD金刚石膜辅助机械抛光

采用直流溅射方法在化学气相沉积(CVD)金刚石膜表面镀上一层铁薄膜,在氢等离子体条件下利用铁对金刚石膜的快速刻蚀实现初抛光,然后再进行机械抛光,提高抛光效率。     

化学机械抛光超薄SUS304不锈钢抛光液研究

柔性显示已成为下一代显示技术的研究热点,不锈钢材料是柔性大尺寸显示器衬底的主要材料之一。为优化不锈钢表面的超光滑无损伤加工,采用化学机械抛光（CMP）技术,通过正交试验,研究磨料粒度尺寸、分散剂、氧化剂、磨料质量、缓蚀剂用量等因素对抛光后材料去除率和表面粗糙度的影响。试验结果表明:磨料粒度尺寸对表面粗糙度的影响最大,其次为双氧水、丙三醇、草酸、磨料质量;影响材料去除率的因素排列是磨料粒度尺寸、磨料含量、丙三醇含量、草酸含量、双氧水含量。      

CVD金刚石厚膜的机械抛光研究

化学气相沉积(CVD)制备的金刚石膜表面粗糙且厚薄不均匀,在许多情况下不能直接使用,必须对其进行抛光.本文研究了不同型号的金刚石微粉对CVD金刚石厚膜研磨的影响,通过对研磨结果的比较分析,优化出一种高质量高效率的抛光方法,即先采用W40和W28金刚石微粉,分别研磨2 h,然后用W0.5金刚石微粉研磨4 h.经扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)测试分析表明:金刚石膜的平均去除率为12.2 μm/h,粗糙度Ra由4.60 μm降至3.06 nm,说明该抛光方法能实现金刚石膜高质量、高效率的抛光.     

用碱性抛光液化学机械抛光304不锈钢片研究

为提高化学机械抛光的加工效果,我们研究了pH值、氧化剂种类和氧化剂含量对材料去除率和表面粗糙度的影响。结果表明:不同氧化剂的抛光液在各自的最佳pH值时达到最大的材料去除率,分别为181 nm/min（H₂O₂抛光液,pH=9）,177 nm/min（Cr₂O₃抛光液,pH=11）,172 nm/min（Na₂Cr₂O₇抛光液,pH=11）和147 nm/min（NaClO抛光液,pH=13）;抛光液中氧化剂含量、pH值对抛光后不锈钢的表面粗糙度影响较小。其中,材料去除率较高的H₂O₂和Cr₂O₃可作为304不锈钢化学机械抛光碱性抛光液的氧化剂。      

金刚石化学机械抛光研究现状

金刚石由于其独特的性质成为未来科技的重要材料,但较差的表面质量会影响其在高科技领域的应用,因此实现金刚石超精密加工是提高金刚石应用的关键。化学机械抛光(CMP)是集成电路中获得全局平坦化的一项重要工艺,能够实现金刚石的超精密加工。介绍了现有的金刚石加工方法和金刚石化学机械抛光的研究现状,并与其他的加工方法(机械抛光、摩擦化学抛光、热化学抛光等)进行了对比,其他加工方法存在加工后表面损伤严重、加工表面粗糙度无法满足需要等问题。金刚石的化学机械抛光工艺经历了由高温抛光向常温抛光的发展过程,该加工方法设备简单、成本低、抛光后的表面粗糙度(Ra)可以达到亚纳米级别。此外,金刚石的分子动力学模拟(MD)使人们从原子尺度对金刚石抛光过程中纳米粒子的相互作用和抛光机理有了深入了解。虽然金刚石化学机械抛光还存在着许多亟待解决的问题,但是其发展前景依旧十分乐观。     

CeO2纳米粒子抛光液分散稳定性及其化学机械抛光特性研究

目的制备性能优良的CeO_2纳米粒子抛光液。方法通过使用不同种类及不同浓度的分散剂制备了一种良好的CeO_2纳米粒子抛光液,采用激光粒度仪,紫外可见分光光度仪等对其进行了表征,进而研究了其在石英玻璃片化学机械抛光中的特性。结果不同分散剂的分散作用不同,且分散剂的浓度直接影响分散效果。离子型分散剂主要通过静电稳定作用实现抛光液的分散稳定,而非离子型分散剂则通过空间位阻作用实现抛光液的分散稳定。阴离子型分散剂与非离子型分散剂的分散稳定效果明显强于阳离子型分散剂,而阴离子型分散剂与非离子型分散剂混合复配后的分散稳定效果又强于单一分散剂的效果。结论混合复配型分散剂配制的CeO_2纳米粒子抛光液静置72 h后仍分散均一稳定,基本可以满足抛光液分散稳定性能的要求。配制的CeO_2纳米粒子抛光液在石英玻璃化学机械抛光中主要通过纳米粒子的吸附作用实现材料的去除,抛光后的石英玻璃表面无划痕,表面粗糙度可以达到10 nm左右,有效提高了石英玻璃的抛光质量。     

化学机械抛光液的研究进展

化学机械抛光（CMP）技术是集成电路制造中获得全局平坦化的一种重要手段,化学机械抛光液是影响抛光质量和抛光效率的关键因素之一,而抛光液中的磨粒和氧化剂决定了抛光液的各项化学机械抛光性能。将抛光液磨粒分为单一磨粒、混合磨粒以及复合磨粒,综述了近年来国内外化学机械抛光液磨粒发展现状,其中重点分析和总结了SiO2、Al2O3、CeO2三种单一磨粒,SiO2/Al2O3、SiO2/SiO2、SiO2/CeO2混合磨粒,CeO2@SiO2、PS@CeO2、PS@SiO2、sSiO2@mSiO2、PMMA@CeO2、PS@mSiO2等核-壳结构复合磨粒,Co、Cu、Fe、Ce、La、Zn、Mg、Ti、Nd等离子掺杂复合磨粒的研究和应用现状,并针对目前存在的问题进行了详细的分析。针对目前化学机械抛光液不同材料氧化剂（高锰酸钾和过氧化氢）的选择和使用进行了分析总结。此外,介绍了一种新型绿色环保抛光液的研究和使用情况,同时对化学机械抛光液存在的共性问题进行了总结,最后展望了化学机械抛光液未来的研究方向。     

CMP抛光半导体晶片中抛光液的研究

本文分析了化学机械抛光(CMP)半导体晶片过程中抛光液的重要作用,总结了抛光液的组成及其化学性能(氧化剂、磨料及pH值等)和物理性能(流速、粘性及温度)对抛光效果的影响规律,研究发现:酸性抛光液常用于抛光金属材料,pH最优值为4,碱性抛光液常用于抛光非金属材料,pH最优值为10～11.5;氧化剂能有效提高金属材料的抛光效率和表面平整度;磨料的种类、浓度及尺寸会影响抛光效果;分散剂有助于保持抛光液的稳定性;抛光初始阶段宜采用较低流速,然后逐渐提高;抛光液的粘性会影响晶片与抛光垫之间的接触模式、抛光液的均布、流动及加工表面的化学反应;抛光液温度的升高有助于提高抛光效率.最后本文指出了抛光液循环使用的重要意义及常用方法.     

Chemical-mechanically polishing large area free-standing CVD diamond films

Chemical mechanical polishing is used to polish large area free-standing CVD diamond films with diameters of 66 mm. The influence of polishing plates (iron plate, asphalt plate and soft cushion) and oxidizing agents (K₂S₂O₈ and K₂FeO₄) on polishing results are investigated. Profilometer (tip radius 5 μm), optical microscope and Raman spectroscopy are used to evaluate the polishing effects of the CVD diamond films. Results show that the material removal rate of iron plate is the highest, while the surface polished by soft cushion is the most uniform with roughness of 2 nm. It is also found that the most effective oxidizing agent is K₂FeO₄. In conclusion, the optimum polishing conditions are soft cushion and K₂FeO₄.      

An efficient super-high speed polishing method for CVD diamond films

In this paper, 0Cr18Ni9 stainless steel was used as the polishing plate material during the super-high speed polishing of CVD diamond films. The influences of polishing speed and polishing pressure on the surface character, material removal rate and material removal mechanism have been studied using scanning electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy and Raman spectroscopy before and after polishing, respectively. The results showed that the super-high speed polishing with 0Cr18Ni9 stainless steel polishing plate is an effective polishing method, and while the polishing speed and pressure are 100 m/s and 0.17–0.31 MPa, the material removal rate could reach to 36–51 μm/h. Furthermore, the material removal mechanism is mainly the chemical reaction between carbon and iron and the diffusion of carbon atoms into the polishing plate during the super-high speed polishing.     

CVD金刚石膜高速机械研磨温度场的有限元模拟

CVD金刚石膜的高速机械研磨是一种高效的研磨方法,研磨区域的温度场分布直接影响金刚石膜的研磨质量.本文采用三维热-力耦合有限元法对三种不同运动条件下的温度场进行分析.结果表明:在不同的运动条件下,金刚石膜表面的温度场呈不均匀分布.当金刚石膜与砂轮作同向运动时,整个金刚石膜的温度差最小.文中得出的结论可以为提高工件表面平...     

抛光CVD金刚石的夹具设计及实验研究

热铁盘法抛光CVD金刚石需要在800℃以上的真空环境下进行,抛光过程中金刚石的固定,常采用陶瓷胶粘结的方法,该法在实际使过程中经常出现陶瓷胶粘结不牢而导致金刚石脱落.据此设计出一套高温真空环境下使用的金刚石夹具,在抛光厚度0.7 mm的金刚石时,将其装夹在0.4 mm深的凹槽内,留出0.3 mm左右的高度以供抛光.加载方式可以实现加热过程中无载荷,抛光过程中施加载荷.实验表明,该夹具在抛光过程中,可以实现金刚石的完全固定,并能在273 mm/s的抛光速度条件下稳定工作.在温度800℃,速度273 mm/s,载荷2.54 kg,抛光30 min的条件下,金刚石表面粗糙度可由原始的Ra9.6 μm抛光至Ra0.16 μm.     

CVD金刚石膜电火花抛光的机理研究

提出了一种用电火花加工法抛光CVD金刚石膜的新工艺,并对其加工去除机理进行了初步探讨,实验表明,不同的涂覆金属都对蚀除过程产生影响,加工中材料表面的石墨化是金刚石膜得以去除的重要因素。