本文關(guān)鍵詞：大氣等離子拋光定量去除方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,含硅材料元器件需求日益增加,所需光滑度要求越來越高,面型也更復(fù)雜,使得加工困難,加工成本上升。而傳統(tǒng)拋光方法往往帶來表面損傷,甚至晶格錯位等缺陷,且經(jīng)濟性不足,難以實現(xiàn)更高納米級加工精度。大氣等離子拋光采用非接觸式化學(xué)反應(yīng)刻蝕,與計算機控制結(jié)合,可精確實現(xiàn)材料去除,無機械性損傷。為實現(xiàn)大氣等離子拋光定量去除效果,對其關(guān)鍵技術(shù)展開研究。搭建實驗平臺,詳細(xì)設(shè)計等離子發(fā)生器等關(guān)鍵設(shè)備結(jié)構(gòu)。課題采用Lucy-Richardson算法實現(xiàn)駐留函數(shù)求解,通過計算機精確控制駐留點加工時間,分析了該算法下出現(xiàn)的邊緣效應(yīng)和卷積效應(yīng),提出了相應(yīng)解決方法,并通過仿真得到了驗證。分析了原始面型誤差對去除函數(shù)加工能力的影響。大氣等離子拋光以四氟化碳,氧氣和氦氣為原料氣體。通過化學(xué)反應(yīng)模擬分析等離子體中各成分濃度的變化趨勢,重點分析了沉積性粒子的生成過程和消散過程,為減少沉積尋找理論指導(dǎo)。論文研究了原料氣體配比和加工距離對沉積的影響,在實驗中利用光譜法確定了活性粒子成分的激發(fā)濃度變化情況,將實驗結(jié)果和模擬結(jié)果進行了對比,確定了各加工參數(shù)對加工效果的影響,在理論指導(dǎo)下有效優(yōu)化了工藝參數(shù)。利用數(shù)據(jù)擬合得到單位去除函數(shù),該去除函數(shù)具有較好的加工效果。在理論和實驗指導(dǎo)下有效延長了加工時間,減弱了沉積效應(yīng),獲得了較好的定量去除效果。本課題以仿真分析進行加工指導(dǎo),從氣相化學(xué)反應(yīng)機理方面尋求合適的工藝參數(shù),對探究和發(fā)展大氣等離子加工技術(shù)具有實際意義。
【關(guān)鍵詞】：大氣等離子 駐留時間 活性粒子 反應(yīng)速率常數(shù) 工藝參數(shù)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN305.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 課題來源及研究的背景和意義9-10
• 1.1.1 課題來源9
• 1.1.2 研究背景和意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 超光滑表面加工國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r10-14
• 1.3 國內(nèi)外大氣等離子拋光研究狀況14-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-18
• 第2章 等離子拋光系統(tǒng)組成與加工方法18-29
• 2.1 等離子體產(chǎn)生方式18-20
• 2.2 大氣等離子體加工模型20-21
• 2.2.1 大氣等離子體射流模式20-21
• 2.2.2 在大氣等離子體接觸式放電模式21
• 2.3 大氣等離子拋光過程21-22
• 2.4 大氣等離子拋光系統(tǒng)介紹22-25
• 2.5 材料去除模型25-26
• 2.6 駐留時間算法26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 硅片加工仿真與分析29-39
• 3.1 離散去除加工方法29-32
• 3.1.1 收斂比29
• 3.1.2 離散加工方法29-30
• 3.1.3 加工軌跡類型30-32
• 3.2 硅片加工仿真32-35
• 3.2.1 硅片仿真加工效果32-33
• 3.2.2 邊緣效應(yīng)33-34
• 3.2.3 卷積效應(yīng)34-35
• 3.3 面型誤差對等離子束修行能力的影響35-38
• 3.3.1 理論分析35-37
• 3.3.2 誤差頻率影響仿真37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 等離子體化學(xué)反應(yīng)過程分析39-51
• 4.1 模型建立39-41
• 4.1.1 一般化學(xué)反應(yīng)模型39-40
• 4.1.2 電子碰撞分解40
• 4.1.3 三體化學(xué)反應(yīng)40-41
• 4.2 CF_4/O_2/HE混合粒子分解路徑41-42
• 4.3 沉積性粒子聚合及其消耗路徑42-44
• 4.3.1 沉積性粒子聚合42-43
• 4.3.2 沉積性粒子消耗路徑43-44
• 4.4 化學(xué)反應(yīng)仿真結(jié)果與討論44-50
• 4.4.1 高流量仿真結(jié)果分析44-48
• 4.4.2 低流量仿真結(jié)果分析48-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 等離子加工工藝參數(shù)確定與實驗驗證51-67
• 5.1 大氣等離子實驗檢測方法51-53
• 5.1.1 大氣等離子成分檢測分析51-52
• 5.1.2 大氣等離子溫度測量方法52-53
• 5.2 大氣的離子拋光相關(guān)工藝參數(shù)的實驗探究53-60
• 5.2.1 He流量對F濃度的影響53-55
• 5.2.2 CF_4流量對F濃度的影響55-56
• 5.2.3 O_2流量的影響56-57
• 5.2.4 加工距離的影響及確定57-58
• 5.2.5 加工時間對加工溫度穩(wěn)定性的影響58-60
• 5.3 實際加工效果60-66
• 5.3.1 定量去除加工60-63
• 5.3.2 長時間沉積優(yōu)化效果63-64
• 5.3.3 拋物面加工效果64-65
• 5.3.4 等離子拋光效果65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 附錄73-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76-78
• 致謝78

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  本文關(guān)鍵詞：大氣等離子拋光定量去除方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：269159