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高分散氧化铝磨粒抛光液实现不锈轴承钢高效化学机械抛光研究
1
作者 田毅铭 彭武茂 +6 位作者 王荣沛 李新竹 李昕 石智康 张韶华 江亮 钱林茂 《表面技术》 北大核心 2025年第16期121-130,共10页
目的引入高硬度氧化铝磨粒增强机械作用,并引入过氧化氢和草酸增强腐蚀,以提高9Cr18Mo不锈轴承钢的化学机械抛光效率。方法使用浊度计、纳米粒度电位仪、透射电子显微镜对制备的氧化铝磨粒悬浮液进行表征。随后,开展9Cr18Mo不锈轴承钢... 目的引入高硬度氧化铝磨粒增强机械作用,并引入过氧化氢和草酸增强腐蚀,以提高9Cr18Mo不锈轴承钢的化学机械抛光效率。方法使用浊度计、纳米粒度电位仪、透射电子显微镜对制备的氧化铝磨粒悬浮液进行表征。随后,开展9Cr18Mo不锈轴承钢化学机械抛光实验,使用光学3D表面轮廓仪测量抛光后样品的表面三维形貌和表面粗糙度。使用扫描电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和X射线光电子能谱仪表征抛光后样品的表面形貌和组分。使用流变仪测量抛光液的黏度。结果向1%(质量分数)氧化铝磨粒添加0.06%~0.1%(质量分数)聚丙烯酸钠可以实现优异的分散性。使用高分散氧化铝磨粒抛光液对9Cr18Mo不锈轴承钢进行抛光,材料去除速率最大值可达573 nm/min,是二氧化硅磨粒抛光液的4.3倍,表面粗糙度Sa为6.2 nm,表面较光滑,铁区域和铬区域之间没有明显的高度差。抛光后样品表面主要由二价铁氧化物、三价铁氧化物和三价铬氧化物组成。结论制备了高分散的氧化铝磨粒及对应的抛光液,在过氧化氢和草酸的协同作用下,实现了9Cr18Mo不锈轴承钢高效化学机械抛光。其高效抛光机理描述如下:一方面,氧化铝磨粒具有锋利的切削刃且自身硬度高,在过氧化氢和草酸的协同作用下,切削深度大,少量切削刃可以穿透表面膜,切削基体。另一方面,氧化铝磨粒具有多个切削刃,可以同时在多个切削轨迹上去除材料。本文研究结果可以为铁基材料超精密加工提供一种高效抛光方法。 展开更多
关键词 化学机械抛光 氧化铝 高分散 聚丙烯酸钠 不锈轴承钢 高效
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钴化学机械抛光中抛光液及清洗剂的研究进展
2
作者 张力飞 路新春 +1 位作者 张佳磊 赵德文 《材料导报》 北大核心 2025年第6期222-231,共10页
在当今集成电路技术飞速发展的时代背景下,随着工艺节点不断缩小至纳米级,互连结构及其工艺技术的挑战愈发严峻。钴(Co)作为一种新兴的金属材料,凭借其出色的热稳定性、优异的空隙填充能力和对铜(Cu)布线的强附着力,正逐步成为Cu互连阻... 在当今集成电路技术飞速发展的时代背景下,随着工艺节点不断缩小至纳米级,互连结构及其工艺技术的挑战愈发严峻。钴(Co)作为一种新兴的金属材料,凭借其出色的热稳定性、优异的空隙填充能力和对铜(Cu)布线的强附着力,正逐步成为Cu互连阻挡层及潜在互连布线的热门选择。然而,随之而来的是对材料表面平整度与清洁度的极高要求,这直接促使了化学机械抛光(Chemomechanical polishing,CMP)工艺及其后清洗技术的发展与创新。本综述旨在回顾Co作为Cu互连阻挡层和新型互连布线在集成电路中的应用现状,深入分析CMP工艺中抛光液的不同组分对Co去除速率、电偶腐蚀和去除速率选择比等方面的影响。同时,探讨了在CMP清洗过程中清洗剂的关键作用,通过精确设计的化学配方,有效剥离纳米颗粒、有机残留等污染物,确保Co表面达到高度清洁与平整度标准。此外,还敏锐地指出了当前研究中的局限,并对Co的CMP及后清洗技术在追求更环保、更高效方向进行了前瞻性展望。 展开更多
关键词 化学机械抛光 钴 阻挡层 互连层 抛光液 清洗剂
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化学机械抛光中抛光垫的退化行为研究 被引量：1
3
作者 陈宗昱 陈国美 +2 位作者 倪自丰 章平 陈国华 《润滑与密封》 北大核心 2025年第2期148-157,共10页
为提高化学机械拋光(CMP)后晶片之间和晶片内部的均匀性,研究抛光垫表面的退化行为及其对CMP加工的影响。通过抛光试验研究CMP过程中材料去除率和晶片表面质量的变化趋势;利用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察抛光垫表面微观结构的演变,... 为提高化学机械拋光(CMP)后晶片之间和晶片内部的均匀性,研究抛光垫表面的退化行为及其对CMP加工的影响。通过抛光试验研究CMP过程中材料去除率和晶片表面质量的变化趋势;利用白光干涉仪和扫描电子显微镜观察抛光垫表面微观结构的演变,并用表面高度正态分布曲线、表面粗糙度和孔隙率等参数对抛光垫表面形貌进行表征;模拟晶片和抛光垫之间的摩擦学行为,分析抛光垫退化行为对晶片加工的影响机制,并对材料去除模型中抛光垫微凸峰变形进行分析。结果表明:在连续1 h的CMP过程中(无修整),材料去除率的变化趋势表现为先增大后减小,表面质量则为先减小再增大,抛光20 min后,晶片表面的MRR达到最大值(873.43±65.53)nm/min,表面粗糙度达到最小值(1.13±0.08)nm;衬垫表面微观组织的动态变化大致经历快速变化期、相对稳定期、性能逐步退化阶段;CMP过程中抛光垫微凸峰处在弹塑性变形区间,理论计算结果与实际情况具有高度一致性。 展开更多
关键词 化学机械抛光 抛光垫 摩擦磨损 性能退化 材料去除率
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氧化石墨烯在碳化硅电化学机械抛光中的作用机制及工艺
4
作者 彭超 任荣浩 +4 位作者 王子睿 王永光 黄冬梅 朱睿 成锋 《材料工程》 北大核心 2025年第8期185-192,共8页
电化学机械抛光(electrochemical mechanical polishing,ECMP)技术是一项可以快速提高碳化硅(SiC)平坦化效率的新技术。基于其面临的抛光液配制复杂,无法同时兼顾材料高效去除及高表面质量等问题,研制了1种成分简单且环保的新型SiC-ECM... 电化学机械抛光(electrochemical mechanical polishing,ECMP)技术是一项可以快速提高碳化硅(SiC)平坦化效率的新技术。基于其面临的抛光液配制复杂,无法同时兼顾材料高效去除及高表面质量等问题,研制了1种成分简单且环保的新型SiC-ECMP抛光液,以氧化石墨烯(GO)为固体润滑剂,以金刚石悬浮液为基础。使用新型抛光液对SiC抛光,在获得表面粗糙度R_(a)为0.324 nm的光滑表面的同时保持材料去除率为2.38μm/h。采用宏观沉降实验、Zeta电势、粒径分析实验和TEM分析GO对抛光液稳定性的改善,利用接触角实验和摩擦磨损实验揭示其润滑作用机制。结果表明:抛光液中添加GO抑制了磨料的沉淀,抛光液粒径变小且分布更加均匀,浆液稳定性得到提高;GO润滑减小了抛光液与SiC表面的接触角,降低表面摩擦,达到了减磨润滑的效果。 展开更多
关键词 碳化硅 电化学机械抛光 润滑 氧化石墨烯
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pH条件对铝合金化学机械抛光过程中纳米摩擦化学行为的影响
5
作者 朱玉广 王子睿 +3 位作者 马服辉 梅璐 王正义 王永光 《表面技术》 北大核心 2025年第2期173-181,221,共10页
目的探讨pH条件对铝合金化学机械抛光微观过程中纳米摩擦化学行为的影响,表征抛光液在铝合金表面所形成的表面薄膜厚度及力学性能,并分析铝合金化学机械抛光过程中单磨粒接触状态与摩擦学特性。方法使用0.6%(体积分数)过氧化氢(H_(2)O_(... 目的探讨pH条件对铝合金化学机械抛光微观过程中纳米摩擦化学行为的影响,表征抛光液在铝合金表面所形成的表面薄膜厚度及力学性能,并分析铝合金化学机械抛光过程中单磨粒接触状态与摩擦学特性。方法使用0.6%(体积分数)过氧化氢(H_(2)O_(2))和0.5%(质量分数)壳寡糖(COS)构成抛光液对铝合金表面进行处理,在铝合金表面反应生成的表面薄膜借助扫描电子显微镜进行细化表征。分析不同pH条件的抛光液对单磨粒/表面薄膜接触状态的影响规律,利用原子力显微镜测量了单磨粒/表面薄膜吸引力与黏附力数值。在纳米摩擦化学行为试验中,结合微观摩擦学理论模型阐明铝合金化学机械抛光过程中的摩擦化学去除机制。结果在抛光液化学反应后,铝合金表面将会形成100μm左右致密的氧化薄膜与40μm左右稀疏的氧化络合薄膜。当抛光液pH值升高至11~12时,探针针尖与铝合金表面薄膜的吸引力和黏附力将会分别降低至24.49、32.01nN。结论原子力显微镜试验和微观摩擦学理论模型的分析表明,铝合金的摩擦化学去除过程不是黏附力引起的磨粒法向接触载荷增大所产生的,而可能是抛光液的化学腐蚀作用所引起的。当化学机械抛光液pH值大于9时,铝合金表面将会形成氧化络合层,成为材料磨损加剧的主要影响因素。在界面摩擦力作用下,沉积在铝合金表面薄膜的铝原子会吸附在探针针尖OH^(*)基团上,从而产生黏合作用,探针针尖在纳米摩擦划动过程中将其除去。最后,铝合金表面薄膜呈现出更低的摩擦因数。 展开更多
关键词 铝合金 化学机械抛光 纳米摩擦学 PH值 吸引力 黏附力
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二乙烯三胺对硅片化学机械抛光速率的影响
6
作者 杨啸 王辰伟 +4 位作者 王雪洁 王海英 张新颖 杨云点 盛媛慧 《润滑与密封》 北大核心 2025年第1期138-143,共6页
为提高硅衬底化学机械抛光(CMP)的去除速率,在硅衬底抛光液中添加哌嗪(PZ)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、乙醇胺(MEA)4种胺类化合物,对比其对硅片抛光速率促进效果。结果表明,4种胺类化合物对硅片抛光速率的促进作用由高到低... 为提高硅衬底化学机械抛光(CMP)的去除速率,在硅衬底抛光液中添加哌嗪(PZ)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、乙醇胺(MEA)4种胺类化合物,对比其对硅片抛光速率促进效果。结果表明,4种胺类化合物对硅片抛光速率的促进作用由高到低依次为DETA、TETA、MEA、PZ;当抛光液pH值为10.5,DETA质量分数为0.25%时,硅片的抛光速率高达1 036 nm/min。为揭示DETA促进硅片CMP速率的机制,对添加DETA的抛光液进行接触角、Zeta电位测试及光电子能谱(XPS)分析。结果发现,DETA一方面促进了硅片表面水解形成Si-OH基团,另一方面降低了抛光液中硅溶胶磨料与硅片表面的静电斥力,增强了机械摩擦作用;DETA氨基上的氮原子与硅片表面的硅原子形成N-Si键,N-Si键的形成导致硅片表面Si-Si键极化,极化的Si-Si键更容易被抛光液中的溶解氧氧化,最后氧化物在摩擦力的作用下被脱离硅片表面。 展开更多
关键词 化学机械抛光 抛光液 二乙烯三胺 硅衬底 抛光速率
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草酸对钨膜化学机械抛光性能的影响
7
作者 李丁杰 周建伟 +4 位作者 罗翀 孙纪元 刘德正 杨云点 冯鹏 《润滑与密封》 北大核心 2025年第5期109-114,135,共7页
在钨(W)化学机械抛光(CMP)过程中,虽然加入过多的硝酸铁可以提高钨的去除速率,但会引入较多的Fe^(3+),可能对器件性能产生不利影响。选择成本低并且对环境友好的草酸作为钨抛光液中的络合剂,研究草酸对CMP过程中钨去除速率和表面质量的... 在钨(W)化学机械抛光(CMP)过程中,虽然加入过多的硝酸铁可以提高钨的去除速率,但会引入较多的Fe^(3+),可能对器件性能产生不利影响。选择成本低并且对环境友好的草酸作为钨抛光液中的络合剂,研究草酸对CMP过程中钨去除速率和表面质量的影响。结合电化学实验、X射线光电子能谱(XPS)和密度泛函理论(DFT),揭示草酸在CMP中的作用机制。结果表明:抛光速率随草酸质量分数的增加先增大后减小,当草酸质量分数为0.04%时抛光速率最大。这可能是由于草酸质量分数较小时,草酸与Fe^(3+)的络合反应较弱,而与WO_(3)的溶解反应较强;草酸浓度较高时,草酸与Fe^(3+)的络合反应增强,而与WO_(3)的溶解反应减弱。当加入质量分数0.04%的草酸时,钨的去除速率显著提高。 展开更多
关键词 化学机械抛光 钨去除速率 表面质量 草酸 硝酸铁
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易解理铝酸镁钪晶片化学机械抛光工艺实验研究
8
作者 倪自丰 季明捷 +4 位作者 陈国美 张海涛 李俊杰 卞达 钱善华 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期477-483,共7页
为探究化学机械抛光过程中工艺参数对铝酸镁钪晶片抛光效果的影响,该文研究了抛光压力、抛光盘转速和抛光液流量3个工艺参数在化学机械抛光过程中对晶片表面材料去除的作用规律。结果表明:适当提高抛光压力、抛光盘转速和抛光液流量有... 为探究化学机械抛光过程中工艺参数对铝酸镁钪晶片抛光效果的影响,该文研究了抛光压力、抛光盘转速和抛光液流量3个工艺参数在化学机械抛光过程中对晶片表面材料去除的作用规律。结果表明:适当提高抛光压力、抛光盘转速和抛光液流量有利于提高晶片的材料去除率和表面质量,其中抛光压力的影响最大,抛光盘转速次之,抛光液流量最小。此外,过高的抛光压力会导致晶片表面材料发生解理并出现片状剥离。因此,选择抛光压力0.2 kg/cm^(2)、抛光盘转速70 r/min、抛光液流量200 mL/min作为抛光工艺参数,铝酸镁钪晶片的材料去除率达到了5.73μm/h,且表面粗糙度值仅为1.49 nm,实现了高材料去除率的同时获得了高质量晶片表面。 展开更多
关键词 铝酸镁钪 解理材料 化学机械抛光 工艺参数
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碳化硅辅助增效化学机械抛光材料去除机理研究进展
9
作者 徐腾飞 刘伟 +2 位作者 邓朝晖 陈根 朱德财 《表面技术》 北大核心 2025年第16期1-17,共17页
碳化硅具有优异的物理和化学特性,是典型的第三代半导体材料。但碳化硅具有高硬度和化学惰性,导致其精密抛光加工面临材料难去除、表面易损伤和加工成本高等问题,无法满足高效低损伤平坦化加工的迫切需求。目前,化学机械抛光是实现碳化... 碳化硅具有优异的物理和化学特性,是典型的第三代半导体材料。但碳化硅具有高硬度和化学惰性,导致其精密抛光加工面临材料难去除、表面易损伤和加工成本高等问题,无法满足高效低损伤平坦化加工的迫切需求。目前,化学机械抛光是实现碳化硅衬底全局平坦化的关键技术,但碳化硅化学机械抛光及其辅助增效的研究主要注重实验和技术方法开发,而在其化学反应和机械去除过程中材料去除机理的深层次研究方面存在一定的不足。针对碳化硅典型的晶型结构特点,简述了不同晶型结构的碳化硅材料性能差异,以及材料特性对抛光去除的影响;综述了碳化硅化学机械抛光的原理、材料去除机理及其微观去除机制;分析了几种较为典型的辅助增效化学机械抛光技术,揭示了碳化硅在多能量场耦合作用下的材料去除机理,以及多能量场的耦合效应对其抛光过程中机械作用和化学反应的促进作用。并展望了提高碳化硅抛光材料去除率和表面质量的未来发展方向,以期为碳化硅的高效高质量、低损伤、低成本加工提供新的研究方法和思路。 展开更多
关键词 碳化硅 化学机械抛光 晶型结构 辅助增效 材料去除机理
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3D打印镍基合金GH3536化学机械抛光机理研究
10
作者 杭伟 王应刚 +3 位作者 韦岚清 韩云晓 马毅 陈泓谕 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期143-157,共15页
目的实现无瑕疵的3D打印镍基合金GH3536超光滑镜面,揭示镍基合金GH3536在不同成分溶液下的化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)去除机理。方法采用单因素实验法通过CMP对镍基合金GH3536展开研究。采用电化学测试技术和X射... 目的实现无瑕疵的3D打印镍基合金GH3536超光滑镜面,揭示镍基合金GH3536在不同成分溶液下的化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)去除机理。方法采用单因素实验法通过CMP对镍基合金GH3536展开研究。采用电化学测试技术和X射线光电子能谱(X-rayPhotoelectron Spectroscopy,XPS)分析3D打印镍基合金GH3536在不同p H值、不同氧化剂浓度和不同抛光液类型下的溶解与钝化行为。结果当pH值为3~3.5、H_(2)O_(2)质量分数为10%时,可获得最优的材料去除率(MRR为20.24 nm/min)和表面粗糙度(Surface Roughness,其中Ra为0.684 nm,S_(a)为1.699 nm),CMP抛光面可达到超光滑低损伤的镜面效果。根据电化学和XPS测量结果,建立了化学反应方程,确定了去除机理,具体为:在化学机械抛光过程中,镍基合金GH3536表面首先被H_(2)O_(2)氧化成Ni、Fe等氧化物;其次,在酸性H^(+)作用下,氧化物转化为Ni^(2+)、Ni^(3+)和Fe^(3+)等多价离子;最后,多价离子会与柠檬酸发生络合反应生成较软的柠檬酸盐络合物,在CMP抛光中发生去除。结论与传统电化学加工相比,采用CMP加工的3D打印镍基合金GH3536的表面粗糙度更低,表面形貌更好,可用于对面型精度要求较高的镍基合金的超精密加工。基于电化学测试技术和XPS深度剖析的方法有效揭示了镍基合金GH3536的材料去除机理,获得了不同p H值、氧化剂浓度和不同抛光液种类对材料去除机理的影响规律。为获得新型高质量表面的3D打印合金材料提供指导意义。 展开更多
关键词 增材制造 镍基合金GH3536 化学机械抛光 表面粗糙度 加工机理
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用于超精密硅晶片表面的化学机械抛光(CMP)技术研究 被引量：17
11
作者 梅燕 韩业斌 聂祚仁 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2006年第9期206-212,共7页
化学机械抛光(CMP)技术作为目前唯一的可以提供在整个圆硅晶片上全面平坦化的工艺技术,已被越来越广泛地应用到了半导体领域。重点叙述了CMP技术背景、设备、抛光原理、发展现状、存在的问题以及未来的发展趋势。
关键词 化学机械抛光(cmp)技术 浆料 硅片
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碳化硅化学机械抛光中材料去除非均匀性研究进展 被引量：1
12
作者 孙兴汉 李纪虎 +2 位作者 张伟 曾群锋 张俊锋 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期585-599,共15页
化学机械抛光已经成为半导体制造中关键的工艺步骤之一,该技术是目前实现碳化硅晶片超精密加工的一种常用且有效的方法,可用于加工晶片表面,以获得高材料去除率、高表面质量和高表面平整性的晶片。然而,在碳化硅晶片化学机械抛光中,晶... 化学机械抛光已经成为半导体制造中关键的工艺步骤之一,该技术是目前实现碳化硅晶片超精密加工的一种常用且有效的方法,可用于加工晶片表面,以获得高材料去除率、高表面质量和高表面平整性的晶片。然而,在碳化硅晶片化学机械抛光中,晶片表面材料去除非均匀性一直是一个具有挑战性的问题,减小晶片表面材料去除非均匀性对确保半导体器件的高性能和稳定性至关重要。本文介绍了碳化硅材料的性质及应用与化学机械抛光工艺,研究了不同碳化硅化学机械抛光技术的材料去除机理、不同化学机械抛光技术的发展状况和性能及优缺点,综述了碳化硅晶片化学机械抛光中材料去除非均匀性影响因素,如:抛光压力、抛光液(磨粒)和转速等因素,最后对未来碳化硅化学机械抛光中材料去除非均匀性研究做出了展望。 展开更多
关键词 碳化硅 化学机械抛光 材料去除 抛光压力 抛光液 抛光垫
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单晶SiC基片干式摩擦化学机械抛光初探 被引量：1
13
作者 薛明普 肖文 +2 位作者 李宗唐 王占奎 苏建修 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2024年第1期101-108,共8页
针对碳化硅(SiC)基片在抛光过程中效率低、费用高、环境污染大等问题,提出了一种在干式状态下对SiC基片进行摩擦化学机械抛光的方法(dry tribochemical mechanical polishing,DTCMP)。探究不同工艺参数(磨料种类、磨粒粒径、磨粒含量、... 针对碳化硅(SiC)基片在抛光过程中效率低、费用高、环境污染大等问题,提出了一种在干式状态下对SiC基片进行摩擦化学机械抛光的方法(dry tribochemical mechanical polishing,DTCMP)。探究不同工艺参数(磨料种类、磨粒粒径、磨粒含量、抛光盘转速、抛光载荷、固相氧化剂含量)对单晶SiC基片抛光效率和表面质量的影响规律。研究结果表明:金刚石磨粒更适合SiC的摩擦化学机械抛光;当磨粒粒径为W1,磨粒质量为4 g,抛光盘转速为70r/min,抛光载荷为20.685 k Pa,固相氧化剂过碳酸钠添加量为10g时,其为最优工艺参数。采用最优工艺参数对表面粗糙度约为20nm的单晶6H-SiC基片进行干式抛光加工,最终获得表面粗糙度R_(a)为3.214 nm。DTCMP方法抛光SiC基片比水基抛光法热量损失少,所产生的界面温度更高,反应所需的活化能更低,可以实现SiC基片的绿色、高效和高质量抛光。 展开更多
关键词 SiC基片 干式摩擦化学机械抛光 材料去除率 表面粗糙度
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化学机械抛光(CMP)技术的发展、应用及存在问题 被引量：55
14
作者 雷红 雒建斌 马俊杰 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2002年第4期73-76,共4页
在亚微米半导体制造中 ,器件互连结构的平坦化正越来越广泛采用化学机械抛光 (CMP)技术 ,这几乎是目前唯一的可以提供在整个硅圆晶片上全面平坦化的工艺技术。本文综述了化学机械抛光的基本工作原理。
关键词 化学机械抛光 设备 研浆 平面化技术 半导体器件
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单烷基磷酸酯钾盐抑制剂对Co互连化学机械抛光的影响
15
作者 田雨暄 王胜利 +5 位作者 罗翀 王辰伟 张国林 孙纪元 冯鹏 盛媛慧 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期84-91,共8页
针对抛光液中传统抑制剂如苯丙三氮唑(BTA)等具有毒性,会污染环境等问题,以SiO2为磨料,在甘氨酸-双氧水体系下,使用单烷基磷酸酯钾盐(MAPK)作为新型抑制剂制备Co互连粗抛抛光液,通过抛光和静态腐蚀实验和电化学、光电子能谱、接触角分... 针对抛光液中传统抑制剂如苯丙三氮唑(BTA)等具有毒性,会污染环境等问题,以SiO2为磨料,在甘氨酸-双氧水体系下,使用单烷基磷酸酯钾盐(MAPK)作为新型抑制剂制备Co互连粗抛抛光液,通过抛光和静态腐蚀实验和电化学、光电子能谱、接触角分析等表征方式揭示MAPK在化学机械抛光(CMP)中对Co表面质量的改善以及对Co的抑制机制。结果表明:MAPK通过物理吸附和化学吸附方式在Co表面形成的致密钝化膜,可以很好地抑制Co的腐蚀,从而可以在较低的静态腐蚀速率下获取较高的去除速率;加入MAPK可以提高抛光液的润湿性,能够显著改善Co互连抛光后的表面质量,使Co的去除速率大于500 nm/min,静态腐蚀速率小于1 nm/min,表面粗糙度小于0.5 nm。 展开更多
关键词 钴 化学机械抛光 抑制剂 去除速率 表面质量
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工艺参数对浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光蓝宝石晶片的影响
16
作者 黄展亮 柏显亭 +1 位作者 潘继生 阎秋生 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第18期144-155,共12页
目的为了实现蓝宝石晶片的高效超光滑表面加工,提出浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光方法,研究该方法对蓝宝石晶片的加工适应性。方法搭建了浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光系统,通过单因素实验探究接入电压、工件及抛光盘转速、偏... 目的为了实现蓝宝石晶片的高效超光滑表面加工,提出浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光方法,研究该方法对蓝宝石晶片的加工适应性。方法搭建了浸没式直流介电泳辅助化学机械抛光系统,通过单因素实验探究接入电压、工件及抛光盘转速、偏摆移动速度、抛光时间及抛光垫类型对蓝宝石晶片的加工效果,并深入分析负介电泳效应对CMP加工过程的影响。结果直流介电泳辅助CMP方法可以显著提高蓝宝石晶片的抛光效果,在2000V的接入电压下,化学机械抛光的材料去除率MRR提高了99.97%,达到了7.53nm/min,表面粗糙度Ra降低至2.51nm,工件表面划痕数量明显减少。工件及抛光盘转速、偏摆移动速度的提升都会使抛光MRR和Ra先升后降,带槽的抛光垫对介电泳效应控制磨料起促进作用。各个因素的影响对提高有效磨料数起交互作用,负介电泳效应促使磨料聚集在抛光垫表面,而工件与抛光垫的相对运动促使磨料更新循环。结论采用接入电压2000 V、工件及抛光盘转速80 r/min、偏摆速度60 r/min,在精抛垫下抛光蓝宝石晶片90 min,可以获得表面粗糙度Ra为0.953 nm的光滑表面。 展开更多
关键词 介电泳效应 化学机械抛光 蓝宝石晶片 工艺参数 抛光垫 有效磨料数 加工效果
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铌酸锂单晶薄膜化学机械抛光及极化研究
17
作者 乔骁骏 薛刚 丑修建 《功能材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期9222-9228,共7页
使用化学机械抛光制备硅基铌酸锂单晶异质集成薄膜,研究了在薄膜制备过程中不同阶段下薄膜状态,利用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱分析(XPS)对单晶铌酸锂的表面形貌与元素含量变化进行了表征,并通过高压极化装置对铌酸锂薄膜实现... 使用化学机械抛光制备硅基铌酸锂单晶异质集成薄膜,研究了在薄膜制备过程中不同阶段下薄膜状态,利用原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱分析(XPS)对单晶铌酸锂的表面形貌与元素含量变化进行了表征,并通过高压极化装置对铌酸锂薄膜实现了大面积周期性极化。研究结果表明,随着研磨步骤的进行,样品表面粗糙度逐渐降低,完成最终抛光工艺后,样品表面均方根粗糙度基本达到初始样品水平;抛光过程会导致Li缺失,但是可以通过后续工艺进行修复,研磨过程中引入的杂质元素会随着工艺的进行逐渐被去除,最终得到高质量硅基铌酸锂单晶薄膜;使用高压极化装置对铌酸锂薄膜进行极化,得到周期极化的条形电畴反转单元结构。该研究对制造基于铌酸锂的高性能传感器件具有重要意义。 展开更多
关键词 铌酸锂 化学机械抛光 异质集成 极化
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氧化剂含量对304不锈钢化学机械抛光的影响 被引量：1
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作者 季明捷 陈国美 +2 位作者 倪自丰 张鑫 郑世坤 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期152-158,共7页
为了探究氧化剂含量对304不锈钢化学机械抛光的影响及其作用机制,采用过氧化氢作为氧化剂,研究不同氧化剂质量分数下304不锈钢材料去除率及表面粗糙度值的变化规律,并基于接触角和电化学试验分析过氧化氢在抛光过程中的作用机制。结果表... 为了探究氧化剂含量对304不锈钢化学机械抛光的影响及其作用机制,采用过氧化氢作为氧化剂,研究不同氧化剂质量分数下304不锈钢材料去除率及表面粗糙度值的变化规律,并基于接触角和电化学试验分析过氧化氢在抛光过程中的作用机制。结果表明:化学机械抛光过程中过氧化氢含量的增加有利于304不锈钢表面氧化膜的生成,从而有效提高304不锈钢的材料去除率及表面质量;但是过高的过氧化氢含量会导致304不锈钢表面氧化膜致密,使得化学作用与机械作用失衡从而造成304不锈钢表面质量下降;当过氧化氢质量分数为0.04%时,抛光后304不锈钢表面粗糙度值最低,仅有2.5 nm,材料去除率达到324.21 nm/min。 展开更多
关键词 304不锈钢 化学机械抛光 氧化剂 电化学
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环保型缓蚀剂壳寡糖对304不锈钢化学机械抛光的影响 被引量：1
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作者 张鑫 陈国美 +4 位作者 倪自丰 季明捷 郑世坤 卞达 钱善华 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期97-104,共8页
为研究环保型缓蚀剂壳寡糖对304不锈钢化学机械抛光过程和抛光效果的影响,探讨其在抛光过程中与金属表面的作用方式及吸附机制,采用化学机械抛光试验、接触角测量、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线色散能谱仪(EDS)分析等方法,研究壳寡糖有... 为研究环保型缓蚀剂壳寡糖对304不锈钢化学机械抛光过程和抛光效果的影响,探讨其在抛光过程中与金属表面的作用方式及吸附机制,采用化学机械抛光试验、接触角测量、扫描电子显微镜(SEM)和X-射线色散能谱仪(EDS)分析等方法,研究壳寡糖有机分子对304不锈钢化学机械抛光的影响,采用量子化学计算研究壳寡糖分子的全局反应参数,分析计算反应活性位点,采用分子动力学模拟有机分子在金属表面的吸附并分析活性原子的径向分布。结果表明:CMP抛光过程中添加壳寡糖能够通过吸附作用在304不锈钢表面形成一层疏水性的薄膜,抑制氧化剂对不锈钢表面的刻蚀,提高抛光后的表面质量;在壳寡糖质量浓度为400 mg/L时得到表面粗糙度为1.65 nm的最佳表面质量。量子化学研究表明,壳寡糖的活性反应位点主要为O原子,能够在金属表面形成多中心吸附。分子动力学模拟表明,壳寡糖有机分子能够平行吸附在金属表面,有机分子中的O原子能够与铁原子形成配位键,在吸附中占据主导地位。 展开更多
关键词 壳寡糖 化学机械抛光 吸附机制 量子化学研究 分子动力学模拟
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金刚石化学机械抛光研究进展 被引量：1
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作者 安康 许光宇 +7 位作者 吴海平 张亚琛 张永康 李利军 李鸿 张旭芳 刘峰斌 李成明 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第10期1675-1687,共13页
金刚石以优异的性能在力学、光学、热学和电子学(如半导体)等领域发挥着重要作用。然而,金刚石表面质量会影响其在这些领域的应用效果,因此通过高效抛光技术获得高质量表面一直是金刚石研究的重点内容。金刚石抛光技术主要有机械抛光、... 金刚石以优异的性能在力学、光学、热学和电子学(如半导体)等领域发挥着重要作用。然而,金刚石表面质量会影响其在这些领域的应用效果,因此通过高效抛光技术获得高质量表面一直是金刚石研究的重点内容。金刚石抛光技术主要有机械抛光、热化学抛光、激光抛光和化学机械抛光等,其中化学机械抛光(CMP)具有设备运行成本低、工艺简单、抛光后表面损伤小等优点。本文在对上述几种抛光方法进行分析对比的基础上,聚焦于CMP领域,对其发展历程进行了较详尽的对比与分析。早期CMP技术虽在工艺和抛光效率上存在一定局限,但为后续技术的创新与优化奠定了基础;H_(2)O_(2)及其混合物的应用,不仅增强了CMP过程中的化学反应活性,提高了材料去除率,还有效降低了表面粗糙度,改善了金刚石表面质量;光催化辅助化学机械抛光可使金刚石达到高表面质量,但设备相对复杂,无法满足大规模生产的需求,需要进一步研究和优化。此外,本文还对化学机械抛光的未来发展进行了预测,为相关领域研究人员提供参考。 展开更多
关键词 金刚石 化学机械抛光 表面粗糙度 抛光液 去除机理
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