化學機械拋光是被廣泛地應用于大規(guī)模集成電路、光學玻璃、藍寶石、金剛石等表面的處理技術,是公認的唯一可以提供全局平坦化的技術。磨料是化學機械拋光過程中重要的組成部分,是決定拋光平坦化的重要影響因素,與單一的傳統(tǒng)無機磨料相比,包覆型復合磨料具有硬度可調(diào)、形貌可控等優(yōu)點。本文重點研究以較為廉價的、硬度較高的α-Al2O3為核,在其表面包覆硬度較軟的SiO2和介孔SiO2形成“內(nèi)硬外軟”的包覆型復合磨料,研究其對K9光學玻璃表面的拋光,研究拋光工藝參數(shù)和拋光漿料配方對材料去除速率的影響,探討材料去除速率變化規(guī)律和原因。采用非均勻成核法成功地制備出Al2O3/SiO2包覆型復合納米粉體,通過TEM、XRD、FT-IR等手段對復合粉體進行表征,結(jié)果表明,Al2O3與SiO2是以化學鍵的形式連接的,且SiO2殼為無定形態(tài)。當固含量為5 wt%, PVP含量為0.6wt%,球磨分散2 h時,Al2O3/SiO2復合漿料懸浮分散性最好,并將其對K9光學玻璃進行,拋光后的劃痕明顯減少,表面粗糙度為1.875 nin。以AlO3/SiO2包覆型復合納米粉體為核,通過模板自組裝法制備出Al2O3/SiO2/介... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＣＭＰ在１Ｃ工藝中的應用??

化學機械拋光工藝的要素包括拋光機、拋光墊、拋光漿料和被拋光工件。一??個完整的化學機械拋光系統(tǒng)可由承載拋光墊的旋轉(zhuǎn)的拋光盤、持續(xù)供應的拋光漿??料和被拋光的工件等組成。如圖１．２所示，ＣＭＰ過程是在一定外加壓力的作用下，??使被拋光的工件與旋轉(zhuǎn)的拋光墊接觸，并做相對旋轉(zhuǎn)運動，同時持續(xù)供應的拋光??漿料中含有的磨料、表面活性劑、分散劑、緩蝕劑、氧化劑等成分隨拋光墊的旋??轉(zhuǎn)傳遞到被拋光工件的表面，被拋光工件在磨料的機械摩擦和拋光漿料中酸性或??堿性的化學腐蝕的共同作用下，工件的坑注表面被去除，并達到平坦化。在ＣＭＰ??過程中，化學腐蝕所生成的反應層降低了被拋光工件的表面硬度，使得機械研磨??更容易進行；同時磨料與拋光墊的機械摩擦又將被拋光工件未被化學腐蝕的表面??不斷顯露出來，使得化學腐蝕的速率加快??Ｐ?）??盤＼?＼＾?Ｉ拋光漿??工件力?：＜７?????＼??ｎ￣?拋光盤??＾??圖１．２化學機械拋光的工作原理示意圖??Ｆｉｇ?１．２?Ｔｈｅ?ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?Ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ??ＣＭＰ技術的指標通常是指被拋光工件的材料去除速率和其表面的平坦化程度??又稱表面粗趟度。ＣＭＰ技術的影響因素主要包括拋光漿料、拋光墊和基本工藝參??數(shù)。??拋光漿料一般包括單一磨料或混合磨料或復合磨料及ｐＨ調(diào)節(jié)劑、表面活性劑、??整合劑、緩蝕劑、氧化劑等多種調(diào)節(jié)劑其中磨料的種類、硬度、形貌、粒度??和拋光漿料的ｐＨ值、固含量、懸浮性等都會影響到拋光質(zhì)量的好壞比如磨料??的硬度過大、形貌不規(guī)則會引起ＣＭＰ過程中機械作用的比重增大

礎表面的突出部位要比其他表面有較高的研磨壓力，從普萊斯頓方程可看出，??突出部位的移除速率比其他表面的高，這可Ｗ幫助移除表面粗髓形貌而將表面平??坦化。從圖１．３中可Ｗ看出，工件的突出部位有較高的研磨壓力。??因為ＣＭＰ工藝不可能是純機械作用，普萊斯頓方程一般無法將ＣＭＰ工藝描??述得十分精確。移除過程中，化學的交互作用產(chǎn)生著非常重要的影響，尤其對于??金屬ＣＭＰ技術�，F(xiàn)在一般通過測量ＣＭＰ過程前后的薄膜厚度除Ｗ?ＣＭＰ時間來確??定材料去除速率（Ｍａｔｅｒｉａｌ?Ｒｅｍｏｖａｌ?Ｒａｔｅ，?Ｍ民Ｒ），其公式可表示為：??Ａｈ??ＭＲＲ?＝—??Ａｔ??式中，／＾／１為工件拋光前后的厚度差，ｎｍ；?＾（為工件拋光所用的時間，ｍｉｎ；?Ｍ／＾／＾為??工件拋光的材料去除速率，ｎｍ／ｍｉｎ。??（２）平坦化??平坦化是一種工藝過程，可Ｗ改變表面形貌并使表面光滑和平坦。平坦化的??程度表示工件表面的平坦度與平滑度，特別是將電介質(zhì)薄膜沉積到圖形化晶圓表??面么后

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3624849