平面玻璃窗口片光学表面零级疵病抛光工艺研究

总结了窗口片的抛光工艺现状,对玻璃窗口片的研磨、抛光和清洗原理及主要工艺因素进行了详细的分析。在考虑磨料、抛光辅料、环境、清洗工艺、抛光液浓度及pH值、磨盘转速、压力等多种工艺条件的基础上,进行了多次实验,并对抛光工艺改进前后的窗口片表面进行了扫描电镜(SEM)检测。结果表明,使用新抛光工艺加工的窗口片表面粗糙度、擦痕等微观缺陷明显得到改善,零级表面疵病标准的成品率达到23%。     

碳化硅反射镜表面粗糙度的优化

空间光学技术的迅猛发展对空间光学系统提出了更高的要求;碳化硅材料以其优秀的物理性质,成为广泛应用的反射镜材料;碳化硅反射镜的光学加工研究也在国内外广泛开展。简要讨论了碳化硅反射镜的抛光机理;介绍了碳化硅材料抛光的实验方法;定性分析了碳化硅材料的抛光过程;通过大量的工艺实验和理论分析,讨论磨料粒度、抛光盘材料、抛光盘压力、抛光盘转速、抛光液酸碱度等工艺参数对碳化硅反射镜表面粗糙度的影响,并对各个参数加以优化,得到了优良的实验结果。     

硒化镉晶片的化学机械抛光

硒化镉(CdSe)的表面加工质量对CdSe基器件的性能至关重要.化学机械抛光(CMP)是一种获得高质量晶体加工表面的常用方法.为改善CdSe晶片的表面加工质量,以SiO2水溶胶配制抛光液,研究了抛光液磨料质量分数、抛光液pH值、氧化剂NaClO的质量分数、抛光盘转速和抛光时间等因素对CdSe晶片抛光去除速率和表面质量的影响,优化了CdSe的CMP工艺参数.结果表明,在优化工艺条件下,CdSe的平均去除速率为320 nm/min,晶片的抛光表面无明显划痕和塌边现象.原子力显微镜(AFM)测量结果表明,抛光后的CdSe晶片表面粗糙度为0.542 nm,可以满足器件制备要求.     

大口径钛宝石晶体全频域透射波前误差高精度加工工艺研究

钛宝石晶体是超强、超短脉冲激光振荡源广泛采用的工作物质,其口径大小和表面全频域波面误差决定了超短、超强激光系统的输出能量和光束质量,然而由于大口径钛宝石晶体光学均匀性差及硬度高的特点,其实现高精度透射波前和超光滑表面加工很具挑战性。针对这一问题,设计了线偏振干涉光源检测方法,解决了钛宝石晶体双折射导致的透射波前检测干涉条纹无法解析的问题;基于对钛宝石晶体材料光学均匀性的检测分析,发展了基于单轴机的透射波前快速抛光收敛工艺;通过正交实验和灰关联分析法,利用小磨头抛光工艺实现了钛宝石晶体高精度透射波前低频误差和超光滑表面高频误差的加工;为改善中频误差,发展了基于硅溶胶抛光液的小磨头中频误差光顺工艺。实验结果表明:多手段组合的加工工艺可以实现大口径钛宝石晶体全频域透射波前误差的有效控制,针对直径为120 mm的钛宝石样件,透射波前峰谷值可达0.283λ(λ=632.8 nm),中频功率谱密度无明显的特定频段调制误差,高频表面粗糙度R_q约为0.262 nm,可达到超光滑量级。     

CMP中酸碱度对InSb晶片粗糙度的影响

InSb是一种重要的半导体材料。研究了在压力、流量等工艺参数一定的条件下,通过改变有机碱在抛光液中的体积分数,得到了不同pH值的抛光液。采用化学机械抛光(CMP)对InSb进行了表面加工,并在原子力显微镜下观测了抛光后晶片的表面粗糙度,找到了适宜InSb抛光的最佳pH值,从而达到降低InSb表面粗糙度的目的,最后分析和讨论了实验结果及其有机碱在CMP中的作用,最终实现了工艺参数的优化。     

雾化施液CMP工艺优化

通过改进抛光雾液供液系统,结合超声波雾化技术对原雾化施液CMP实验系统进行优化,并进行了工艺实验。通过单因素试验研究雾化参数对抛光结果的影响,利用正交试验得到最优工艺参数组合,并在相同条件下将雾化抛光与传统抛光进行比较。结果表明:该实验系统的最优参数组合为雾化器电压50 V、抛光压力8 psi(1 psi=6 895 Pa)、抛光盘转速为70 r/min,此时材料去除速率为171.853 nm/min,表面粗糙度为4.76 nm。与传统抛光相比材料去除速率稍低,但表面粗糙度要好,且抛光液消耗量(1.03 g/min)约为传统抛光(10 g/min)的1/10。由于雾化器将抛光液中分子结构打散形成大量雾液,从而减少抛光液中磨粒团聚,同时雾化液更能均匀分散吸附在抛光垫上,增加了参与抛光的有效磨粒数,有利于材料去除和形成高质量表面。     

不同抛光参数对蓝宝石衬底CMP质量的影响

蓝宝石衬底化学机械抛光(CMP)质量直接影响器件的成品率和可靠性。抛光液和抛光工艺参数是影响CMP质量的决定性因素。为了得到更优的抛光液利用率以及更好的抛光效果,系统研究了自主研制的抛光液pH值、抛光压力、转速和流量等抛光参数对c面蓝宝石衬底化学机械抛光去除速率和表面粗糙度的影响。结果表明,去除速率随pH值、抛光压力、转速和流量的升高先增加后减小;表面粗糙度随pH值、抛光压力、转速的升高先减小后增加,随流量升高而慢慢降低。通过实验进行优化,当pH值为10.5、抛光压力为27.6 kPa、抛光头转速为40 r/min、抛光盘转速为45 r/min、流量为160 mL/min时,去除速率能稳定在2.69 μm/h,表面粗糙度为0.184 nm。此规律对指导工业生产具有重要的意义。     

CMP抛光液对TiO2薄膜表面粗糙度的影响

采用自主配制的碱性抛光液对TiO2薄膜进行了化学机械抛光(CMP),研究了在TiO2薄膜CMP加工过程中,碱性抛光液中的SiO2磨料、螯合剂、表面活性剂的体积分数和抛光液pH值对TiO2薄膜表面粗糙度的影响,并进行了参数优化。实验结果表明,在一定的抛光条件下,选用SiO2磨料体积分数为20%、螯合剂体积分数为1.0%、非离子表面活性剂体积分数为5.0%和pH值为9.0的碱性抛光液,抛光后TiO2薄膜表面没有划痕等抛光缺陷,表面粗糙度为0.308 nm,TiO2薄膜去除速率为24 nm/min,在保证抛光速率的同时降低了TiO2薄膜表面粗糙度,满足工业化生产要求。     

CMP抛光液对TiO_2薄膜表面粗糙度的影响北大核心CSCD

采用自主配制的碱性抛光液对TiO2薄膜进行了化学机械抛光(CMP),研究了在TiO2薄膜CMP加工过程中,碱性抛光液中的SiO2磨料、螯合剂、表面活性剂的体积分数和抛光液pH值对TiO2薄膜表面粗糙度的影响,并进行了参数优化。实验结果表明,在一定的抛光条件下,选用SiO2磨料体积分数为20%、螯合剂体积分数为1.0%、非离子表面活性剂体积分数为5.0%和pH值为9.0的碱性抛光液,抛光后TiO2薄膜表面没有划痕等抛光缺陷,表面粗糙度为0.308 nm,TiO2薄膜去除速率为24 nm/min,在保证抛光速率的同时降低了TiO2薄膜表面粗糙度,满足工业化生产要求。     

硫化镉晶片抛光工艺研究

研究了硫化镉(CdS)晶片Cd面的化学机械抛光(CMP)工艺。采用硅溶胶抛光液和NaClO氧化剂,分别使用聚氨脂和磨砂革抛光垫进行粗抛和精抛实验,并研究了氧化剂掺入量、抛光转速、抛光压力等工艺条件对CdS晶片表面质量的影响。结果表明,在抛光液中氧化剂体积分数为6%左右、抛光盘的转速为90～100 r/min、压强为55～60 g/cm2条件下可得到平整度较好、表面缺陷低、表面粗糙度低的高质量抛光表面。金相显微镜和微分干涉显微镜下观测抛光片表面无划痕、无桔皮产生,原子力显微镜测试得到抛光后CdS晶片Cd面的表面粗糙度值仅为0.385 nm。     

紫外光催化振动复合抛光

为了满足工业领域的不同要求,研究了碳化硅(SiC)陶瓷超光滑表面且无表面损伤的抛光工艺,提出了一种紫外光催化振动复合抛光新方法。基于紫外光催化反应理论,论述了光催化振动复合抛光的加工机理,进行了不同的实验。首先进行了甲基橙降解实验,研究了光催化振动复合抛光氧化性对振动的依赖关系;接着进行了紫外光催化振动复合抛光对比实验,研究了振动前后SiC的抛光效果,验证了新抛光方法的有效性。实验结果表明,光催化反应生成的强氧化性羟基自由基能够将高硬度的SiC氧化成质地较软的二氧化硅,振动的引入减少了光催化反应中光催化剂的团聚,提高了抛光过程中氧化和去除的均匀性,从而提高了抛光过程中SiC的表面质量,最终获得了粗糙度为31~39 nm的光滑表面。     

基于晶圆减薄工艺的LT减薄片制备

声表面波(SAW)滤波器因其小型化、低插损及高品质因数(Q)值等性能,已广泛应用于移动通信系统中。钽酸锂(LT)/SiO₂/Si结构克服了传统温度补偿型声表面波(TC-SAW)器件制备工艺难的问题,但需减薄该结构上的LT厚度,而减薄过程会导致晶圆表面有损伤残留,影响器件性能。针对这个问题,该文开展了基于减薄与抛光制备LT减薄片的工艺研究,分析了砂轮目数、砂轮与工作台转速、砂轮进给率等减薄参数对LT晶圆表面损伤的影响,以及抛光压力对损伤的去除效果。研究结果表明,在优化的工艺参数下,减薄抛光后晶圆表面粗糙度为0.187 nm,损伤深度小于1 nm,减薄片制备的TC-SAW谐振器的阻抗图和Smith圆图表明晶圆性能和一致性良好。     

脉冲光纤激光抛光Ti6Al4V的实验分析及研究

针对脉冲激光抛光Ti6Al4V过程中参数众多问题,用改进的单因素实验方案简化实验过程,探究激光功率密度、频率和材料初始表面形貌对抛光过程产生的影响,通过表面形貌观察,探究抛光过程中在不同参数下材料表面产生的微观现象及原因;通过能谱分析,探究不同参数下材料表面的氧化程度;通过粗糙度检测,得出不同参数和初始形貌下,粗糙度降...     

SiC化学机械抛光技术的研究进展

介绍了半导体材料SiC抛光技术的发展及直接影响器件成品率的衬底材料几何参数和表面质量因素.讨论了SiC化学机械抛光方法(CMP),包括磨削、粗抛和精抛三个过程,其中粗抛又分重压和轻压两个过程,通过这种方法能够制造出平整度好,表面低损伤的SiC晶片的抛光片,切割线痕通过磨削和抛光可以有效地去除,最终达到表面粗糙度小于1 nm.分析了CMP的原理和相关工艺参数对抛光的影响,指出了其发展前景.     

硅片表面粗糙度对界面态的影响

针对硅片研磨和抛光产生的亚表面损伤层会影响载流子寿命及界面态的特点,采用机械减薄、机械抛光、化学机械抛光(CMP)制备出不同粗糙度的样品。通过傅里叶红外透射谱分析和C-V 测试分析表明,粗糙度大的硅片表面因表面损伤大,具有更低的红外透射率和更高的界面态密度。     

300 mm Si片加工及最新发展

65 nm及以下线宽对Si片表面的各方面性能要求越来越高,主要体现在两个方面,一个是加工工艺,另一个是加工设备.在加工方法上,65 nm线宽用300 mm Si片不同于90 nm,如运用多步单片精密磨削,不仅可以提高表面几何参数,还可以减小表面特别是亚表面的损伤层.而对于加工设备,要求更加精密,特别是单面精抛光,在保证去除量的同时还要使Si片表面各点的去除量保持均匀.对目前300 mm Si片的磨削、抛光及清洗的每一道工艺流程,特别是相对于65 nm技术的一些加工流程及方法的最新发展进行了详细的论述,指出了300 mm Si片加工工艺的发展趋势.     

硒化锌晶体的高效率高质量组合抛光方法（特邀）

硒化锌晶体作为常用的红外晶体材料,广泛应用于红外光学系统中。为了提高硒化锌晶体的加工质量及加工效率,提出了将磁流变抛光（MRF）与传统数控抛光(CCOS)技术相结合的方法,通过多组正交实验配置硒化锌晶体的磁流变抛光液,对一块口径为50 mm的硒化锌晶体展开磁流变抛光,再针对磁流变抛光后的表面痕迹进行传统数控抛光,在正压力为0.05~0.1 MPa范围内,经过30 min均匀抛光,硒化锌晶体的表面粗糙度由3.832 nm降低到1.57 nm,粗糙度得到明显改善。该方法有效提高了非球面硒化锌晶体的加工效率并改善了加工后的表面质量,对硒化锌晶体的非球面超精密加工具有重要的参考价值。     

磨削工艺对Ge单晶抛光片的影响

因磨削工艺不同导致Ge单晶片表面粗糙度出现很大差异,并最终影响抛光速率、抛光片的表面质量及抛光片时间依赖性雾的形成。粗糙度大的磨削片,初始抛光速率快,但抛光片达到镜面所需时间却延长。在抛光后的去蜡工序中,粗糙度大的Ge片其表面更容易粘附蜡液而导致表面质量下降。检验合格的抛光片在存储过程中表面出现时间依赖性雾,分析了时间依赖性雾的形成原因是由于粗糙的背表面更容易存储水份和有机溶剂。要提高抛光片的质量必须控制磨削片的粗糙度。