抛光研究
磁流变抛光技术的国内外研究现状
磁流变抛光技术的国内外研究现状国外研究方面，英国、德国等国家的一些研究机构在磁流变抛光技术上取得了一些突破。
比如，英国利物浦大学的研究人员通过对磁流变液体的流变性能进行优化，实现了对金属材料的高效抛光。
他们采用了一种增强磁场的技术，使磁流变液体的粘度和摩擦系数得到了大幅增加，从而提高了抛光效率。
同时，他们还研究了磁流变液体与工件表面之间的作用力，通过优化作用力的调整，实现了对不同材料的加工和抛光。
在国内方面，磁流变抛光技术的研究虽然起步较晚，但也在近几年取得了一些进展。
例如，中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究人员通过磁场控制技术实现了对玻璃材料的高精度抛光。
他们采用了一种新型的磁流变液体，该液体在磁场作用下可以实现由液体到固体的相变，从而在抛光时形成均匀的压力分布。
研究人员还利用超声波技术改善了抛光的效果，进一步提高了加工精度。
此外，我国的一些高校和科研机构也在磁流变抛光技术的研究方面发表了一些研究论文。
例如，清华大学的研究人员通过电磁场反馈控制技术，实现了对硬脆材料的微纳米级抛光。
他们设计了一种新型的磁流变闪烁抛光器，并对其进行了详细的电磁场优化设计和流体动力学分析。
实验结果表明，该装置可以实现对光学元件表面的微纳米级抛光。
综上所述，磁流变抛光技术在国内外都得到了广泛的关注和研究。
尽管目前在国内的研究还相对较少，但随着我国科技水平的不断提高和高精度制造需求的增加，磁流变抛光技术在国内的研究和应用前景将会更加广阔。
希望本文的综述能够对磁流变抛光技术的进一步研究提供一些参考和启示。
口腔全瓷修复材料抛光方法研究进展
口腔全瓷修复材料抛光方法研究进展随着人们口腔美学意识的增强，口腔修复材料的要求也越来越高。
全瓷修复材料因其天然美观、生物相容性好等优点，越来越受到人们的青睐。
全瓷修复材料的表面质量对修复效果有着至关重要的作用，而抛光作为全瓷修复材料表面处理的重要环节，影响着全瓷修复体的光泽度和美观度。
研究全瓷修复材料抛光方法具有重要的意义。
本文将就全瓷修复材料抛光方法的研究进展进行探讨。
一、全瓷修复材料抛光的意义全瓷修复材料的主要成分为氧化锆、氧化铝等坚硬材料，表面粗糙度较大，且易吸附色素，影响了修复体的美观性和生物相容性。
对全瓷修复材料进行抛光处理显得尤为重要。
良好的抛光效果可以提高修复体的光泽度和表面光滑度，降低修复体的表面摩擦力，减少对牙齿的磨损。
良好的表面光滑度可以减少细菌的滋生，有利于口腔卫生。
全瓷修复材料抛光意义重大。
1. 传统手工抛光方法传统手工抛光方法是全瓷修复材料最早采用的一种抛光方法，通过研磨、打磨等手工操作，使修复体表面变得光滑，提高修复体的美观度。
传统手工抛光方法操作繁琐，效率低下，且难以保证抛光效果的一致性，容易导致表面造型不均匀。
传统手工抛光方法在实际应用中已经逐渐被淘汰。
2. 机械抛光方法机械抛光方法是通过使用各类抛光器械，如砂轮、抛光轮等，对全瓷修复材料进行抛光处理。
机械抛光方法操作简单，效率高，能够较好地保证抛光效果的一致性，因此在临床上得到了广泛的应用。
3. 液体抛光剂液体抛光剂是一种新型的全瓷修复材料抛光方法，通过在修复体表面涂覆抛光剂，再进行高速旋转，使抛光剂充分磨擦修复体表面，达到抛光的效果。
相比于传统的机械抛光方法，液体抛光剂操作更为简单方便，且对于复杂形态的修复体具有更好的适用性。
随着科技的进步和口腔美学意识的提高，全瓷修复材料抛光方法也在不断地得到改进和完善。
未来全瓷修复材料抛光方法的发展趋势主要体现在以下几个方面：1. 自动化程度提高随着数字化技术的应用，全瓷修复体的设计和制作过程已经实现了数字化。
铌酸锂晶体纳米力学及化学机械抛光研究
铌酸锂晶体纳米力学及化学机械抛光研究铌酸锂晶体作为一种重要的功能材料，在光学、电子学等领域有着广泛的应用。
然而，要实现其高性能的应用，对其表面质量的要求极高，这就使得铌酸锂晶体的纳米力学特性以及化学机械抛光技术成为研究的重点。
铌酸锂晶体具有独特的物理性质。
从纳米力学的角度来看，其微观结构和原子间的相互作用对材料的力学性能有着决定性的影响。
在纳米尺度下，铌酸锂晶体表现出不同于宏观尺度的力学行为。
通过先进的纳米力学测试技术，如纳米压痕和原子力显微镜（AFM）的力曲线测量，我们能够深入了解其硬度、弹性模量等关键力学参数。
这些参数不仅反映了晶体的内在结构特性，也直接关系到其在实际应用中的可靠性和稳定性。
研究发现，铌酸锂晶体的纳米力学性能会受到晶体取向、缺陷和掺杂等因素的显著影响。
例如，沿着不同的晶体学方向进行纳米压痕测试，所得到的硬度和弹性模量值可能会有较大差异。
这是由于不同晶向的原子排列和价键结构不同，导致其抵抗外力变形的能力有所不同。
晶体中的缺陷，如位错和空位等，会破坏原子间的有序排列，从而降低晶体的力学性能。
而通过适当的掺杂，可以在一定程度上改善铌酸锂晶体的纳米力学性能，提高其强度和韧性。
在了解了铌酸锂晶体的纳米力学特性后，化学机械抛光技术就成为实现其高质量表面加工的关键手段。
化学机械抛光是一种结合了化学腐蚀和机械磨削作用的抛光方法，能够在原子尺度上实现材料表面的平坦化。
在铌酸锂晶体的化学机械抛光过程中，抛光液的组成和性质起着至关重要的作用。
抛光液通常包含氧化剂、磨料和添加剂等成分。
氧化剂能够与晶体表面发生化学反应，生成易于去除的氧化层；磨料则通过机械磨削作用去除这一氧化层；而添加剂则用于调节抛光液的酸碱度、粘度和表面张力等性质，以优化抛光效果。
常见的氧化剂有双氧水、高锰酸钾等；磨料则包括二氧化硅、氧化铝等纳米颗粒。
抛光工艺参数的选择也直接影响着抛光效果。
例如，抛光压力、抛光盘转速和抛光时间等参数的合理搭配，能够有效地控制材料去除速率和表面粗糙度。
银电化学抛光工艺研究
银电化学抛光工艺研究银电化学抛光的原理是利用银与电解液中的氧发生反应生成银氧化物。
在正向电位下，银氧化物又可被还原为银。
这种氧化还原反应可使银表面的氧化物和杂质得到去除，从而得到干净平滑的表面。
电化学抛光过程中，电流密度和时间是关键的控制参数。
适当的电流密度和时间可以提高抛光效果，但过高的电流密度会导致表面粗糙，过长的时间则会消耗过多的银。
银电化学抛光的工艺条件主要包括电解液、电流密度、电解时间和温度等。
电解液是银电化学抛光过程中的关键因素之一，常用的电解液有硝酸银溶液、硝酸铜溶液和氯化银溶液等。
电流密度是控制抛光速率和效果的重要参数，通常在0.2-0.5A/cm²范围内选择合适的电流密度。
电解时间是另一个重要的控制参数，通常根据实际需求和银制品的尺寸选择合适的时间。
温度对抛光效果也有一定影响，一般较低的温度有利于减少电解液的腐蚀性，但过低的温度会影响抛光效果。
银电化学抛光的影响因素主要包括电流密度、电解时间、电解液浓度和温度等。
电流密度过高或时间过长会导致银表面的腐蚀和粗糙，而电流密度过低或时间过短则无法达到良好的抛光效果。
电解液浓度过高容易引起过度的氧化反应，而浓度过低则会导致抛光效果不理想。
温度过高容易使电解液失去稳定性，而温度过低则会影响抛光速率。
在银电化学抛光过程中，还需要注意一些操作技巧和注意事项。
首先，应确保银制品的表面干净，无油污和杂质。
其次，在操作过程中要保持电解液的稳定性，避免因电解液的变化导致抛光效果不理想。
此外，根据银制品的尺寸和形状，选择合适的抛光方法和设备，以确保抛光的均匀性和一致性。
综上所述，银电化学抛光是一种有效的抛光工艺，通过控制适当的电流密度和时间，可以去除银表面的氧化物和杂质，提高银制品的表面质量和光亮度。
电解液、电流密度、电解时间和温度是影响抛光效果的关键因素，同时还需要注意一些操作技巧和注意事项。
银电化学抛光在银制品的加工和表面处理中具有广泛的应用前景。
一种新型古典抛光工艺的技术研究
１引言当今，随着先进光电技术朝着高精度（面型控制精度达到纳米级，加工精度低于亚纳米级）方向的迅猛发展，玻璃表面的超光滑加工已经成为影响经济、军事力量等方面的关键技术之一。
各种新型抛光方法不断涌现，如浴法抛光，浮法抛光，聚四氟乙烯抛光模技术，粒子束抛光等，但古典抛光法以其较低的设备成本和较高的加工精度仍然被各国普遍采用，本文对古典法抛光过程中抛光模的制作、抛光粉的添加、加压的方式以及抛光后的清洗这些核心技术给予了部分改进并进行了详细的介绍。
２抛光模抛光模是抛光光学零件表面的一种模具，抛光模的作用可概括为：一是为了提供一个形状准确的面型介质；二是为了容纳抛光液和磨削下来的残留碎屑。
但是在抛光过程中最容易遇到的问题是，如果抛光模做得太硬，对面型的加工难度就能降低很多，可是对被加工表面粗糙度的控制将变得十分困难，相反，如果抛光模做得太软，对被加工表面粗糙度的控制就变得相对容易一点，但对面型的加工难度将变得十分困难。
针对这样的问题，常用的方法是将不同硬度的沥青按照适当的比例进行混合，配制出软硬程度适中的抛光模，这样就既兼顾了面型又兼顾了粗糙度；实际上这样做的结果是以牺牲部分的面型加工难度和粗糙度的控制难度为前提的，目前有一种真正能一种新型古典抛光工艺的技术研究王松伟１，２，姚合宝１，蒋军彪２（１．西北大学，西安７１００６９；２．西安北方捷瑞光电科技有限公司，西安７１０１１１）［摘要］对抛光模的制作、抛光粉的添加、加压的方式以及抛光后的清洗这一整套生产流程中所涉及的核心技术进行了部分改进和详细介绍，并最终给出了古典法抛光后的玻璃表面利用ＡＦＭ检测后的表面形貌图，表面的粗糙度、划痕等微观缺陷明显改善。
［关键词］抛光模；抛光粉；光胶垫板；超光滑［中图分类号］ＴＧ５８０．６９２［文献标识码］Ｂ［文章编号］１００３－５４５１（２００７）０２－００１８－０３ＮｅｗＭｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅＣｌａｓｓｉｃａｌＰｏｌｉｓｈｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓＷＡＮＧＳｏｎｇ－ｗｅｉ，ＹＡＯＨｅ－ｂａｏ，ＪＩＡＮＧＪｕｎ－ｂｉａｏ（１．ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１００６９；２．Ｘｉ＇ａｎＮｏｒｔｈＪｉｅｒｕｉｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｌｉｍｉｔｅｄｃｏｍｐａｎｙ，Ｘｉ＇ａｎ７１０１１１）［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓａｎｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｍｅｔｈｏｄｏｆｃｌａｓｓｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｆｒｏｍｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｏｆｐｏｌｉｓｈｉｎｇｐａｄ，ｓｕｐｐｌｙｉｎｇｏｆｐｏｌｉｓｈｉｎｇｐｏｗｄｅｒ，ｆｏｒｃｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｔｈｅｆｉｎａｌｌｙｒｉｎｓｉｎｇ．Ａｔｏｍｆｏｒｃｅｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＡＦＭ）ｓｈｏｗｓｔｈｅｓｕｐｅｒｓｍｏｏｔｈｓｕｒｆａｃｅａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏ－ｄｅｆｅｃｔｓｓｕｃｈａｓｍｉｃｒｏ－ｓｃｒａｔｃｈｅｓｃａｎｈａｒｄｌｙｂｅｏｂｓｅｒｖｅｄ．［Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｐｏｌｉｓｈｉｎｇｐａｄ；ｐｏｌｉｓｈｉｎｇｐｏｗｄｅｒ；ｏｐｔｉｃａｌｖｅｎｅｅｒ；ｕｌｔｒａ－ｓｍｏｏｔｈ航空精密制造技术ＡＶＩＡＴＩＯＮＰＲＥＣＩＳＩＯＮＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２００７年４月第４３卷第２期Ａｐｒ．２００７Ｖｏｌ．４３Ｎｏ．２《航空精密制造技术》２００７年第４３卷第２期同时兼顾面型和粗糙度加工的做模方法。
单晶硅材料化学机械抛光技术研究
单晶硅材料化学机械抛光技术研究随着信息科技的快速发展和需求的不断增长，半导体材料的应用越来越广泛，单晶硅作为半导体领域最重要的材料之一，由于其高纯度、高硬度和高热稳定性，已成为电子行业普遍使用的材料。
而半导体晶圆制备中对单晶硅的表面要求也越来越高，而化学机械抛光是单晶硅表面处理的一种重要技术，本文将对单晶硅材料化学机械抛光技术研究进行探讨。
一、单晶硅的性质单晶硅由于其性质的独特性，成为了领域的必需品。
它的晶格构造很完美，具有非常优良的器件性能，是目前最主要的微电子加工材料之一。
单晶硅材料具有很高的硬度、良好的机械性能和较宽的半导体带隙，具有良好的热稳定性和抗辐照性能，而且成本较低，可应用于特种光学元件、太阳能电池、微电子器件等领域。
二、单晶硅材料的表面处理技术对于单晶硅材料，在进行制备过程中必须进行表面处理，以满足高品质器件的要求。
而表面处理的方法有很多种，其中化学机械抛光技术备受关注。
化学机械抛光技术是在表面受力状态下，利用化学反应和机械碰撞削除表面杂质，调整表面形貌和粗糙度的一种高效、精确的方法。
因此，对于单晶硅表面处理过程中采用化学机械抛光技术是非常必要且重要的。
三、化学机械抛光技术的研究化学机械抛光技术是利用硬度高的抛光磨粒进行粗抛，再用软化抛光磨粒进行细抛的一种技术。
因为不使用致癌物质和重金属，这种抛光方式受到了广泛的关注。
在化学机械抛光技术中，重要的是抛光液的选择。
抛光液的选择应该考虑到抛光效率、表面平整度和表面干净度等因素。
1. 抛光液中添加的化学物质在化学机械抛光技术中，抛光液中添加的化学物质对抛光效果和所需抛光时间等因素的影响非常大。
为了获得更好的抛光效果和减少抛光时间，通常在抛光液中添加有机酸、氧化剂和聚合物添加剂等物质。
酸的作用是溶解表面氧化层和反应硅，氧化剂的作用是增加表面氧化层，起到去除氧化膜和增加氧化膜的作用，而大分子有机物可以增加表面的光亮度和改善表面的平整性，使表面质量更加完美。
《高分散性二氧化铈抛光液的制备及抛光性能研究》范文
《高分散性二氧化铈抛光液的制备及抛光性能研究》篇一一、引言在材料科学与技术的不断发展中，抛光技术扮演着重要的角色，尤其是针对各类复杂形状、高质量需求的部件与器件的表面加工处理。
作为高效的抛光液核心成分，高分散性二氧化铈（CeO2）因其良好的化学稳定性、高折射率及抛光效果，在光学元件、电子器件等领域得到了广泛应用。
本文旨在研究高分散性二氧化铈抛光液的制备方法及其抛光性能，为实际生产应用提供理论依据和指导。
二、高分散性二氧化铈抛光液的制备（一）材料与设备本实验所需材料包括二氧化铈粉末、有机溶剂、表面活性剂等。
设备包括搅拌器、超声波分散器、离心机等。
（二）制备方法首先，将一定量的二氧化铈粉末与有机溶剂混合，利用搅拌器进行搅拌；然后，在超声波分散器的作用下，进行长时间分散处理，以提高二氧化铈颗粒的分散性；接着，向其中加入表面活性剂，降低表面张力，使颗粒进一步分散；最后，将抛光液离心分离，去除未完全分散的大颗粒物质，得到高分散性的二氧化铈抛光液。
三、抛光性能研究（一）实验方法采用不同材质的样品（如玻璃、陶瓷等）进行抛光实验，通过对比不同条件下抛光液的表现，评估其抛光性能。
同时，利用扫描电子显微镜（SEM）观察抛光后的样品表面形貌，分析抛光液对样品表面的影响。
（二）实验结果与分析1. 抛光速率：在相同的抛光条件下，高分散性二氧化铈抛光液表现出较高的抛光速率。
这主要得益于其良好的分散性和化学稳定性，使得抛光液与样品表面之间的反应更加充分。
2. 表面粗糙度：经过高分散性二氧化铈抛光液处理的样品表面粗糙度较低，表面更加光滑。
这表明该抛光液具有良好的抛光效果和表面处理能力。
3. 表面形貌：通过SEM观察发现，高分散性二氧化铈抛光液处理后的样品表面无明显划痕和颗粒残留，表明其具有良好的抛光质量和表面清洁度。
四、结论本文成功制备了高分散性二氧化铈抛光液，并对其抛光性能进行了研究。
实验结果表明，该抛光液具有较高的抛光速率、较低的表面粗糙度和良好的表面处理能力。
提高硅片抛光质量的分析研究
提高硅片抛光质量的分析研究摘要：硅是重要的半导体材料，在其使用过程中需要进一步的加工，才能够满足半导体工艺需求。
有效的提高硅片的抛光质量，才能够增加硅片的适用性，因此研究和分析硅片抛光技术是提高硅片抛光质量的重中之重。
目前硅片的化学机械抛光技术原理和工艺已经相对成熟。
在此过程中抛光液的pH值或者是磨料、分散剂等都能够对硅片的抛光质量产生影响，因此要加强对硅片抛光工艺流程的研究，详细掌握影响硅片抛光质量的因素，从而更好的规划和完善抛光方法，提高抛光质量。
本篇文章主要针对影响规避曝光质量的因素进行分析和研究，希望能够对硅片抛光技术提供更多的参考意见。
关键词:硅片；抛光质量；化学机械抛光；抛光液；磨料；引言:硅是一种具有灰色金属光泽的晶体，当其被高温融化后，具有活跃的化学性质，能够与多种化学材料发生反应。
是重要的化工材料。
目前硅片多被用于半导体工业生产，或者是电子产业，在其生产和利用前需要对硅片进行抛光处理，抛光技术对硅片的抛光质量产生了重要影响，而硅片质量又能够对半导体生产产生重要影响。
因此研究如何提高硅片抛光质量的过程中必须清晰的认识到影响硅片抛光质量的因素，对其进行详细分析，制定和完善更加科学合理的硅片抛光方法。
目前，在硅片抛光过程中，所使用的抛光液、磨料以及分散剂等都会对抛光结果产生影响。
一、硅片抛光原理硅片抛光是指对金属材料的表面进行平整处理，使其表面光滑，提高其光泽亮度。
抛光就是对金属表面进行削切加工的过程，利用物理切削以及化学作用综合加工和处理的一种方法。
利用微细颗粒所进行的是切削加工，此过程能够引起硅片表面温度变化，摩擦生热提高其表面温度从而对其表面进行塑性加工。
抛光的过程介质会在温度和压力的双重作用下与硅片表面的金属物质发生反应。
抛光的主要目的是为了能够使其表面光滑平整，并不是进行尺寸的调整。
因此抛光程序一般被作为零件加工的最终工序。
在抛光过程中可以利用油漆或电镀等附着能力强的物质对金属表面进行处理，通过这些物质能够有效提高工件的使用寿命，增加其抗腐蚀能力。
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在微电子制造中,一直遵循摩尔定律和按比例缩小原理这两个著名定律,以每隔3年芯片的集成度翻两番(增加4倍),特征尺寸缩小1/3的速度发展.目前芯片的特征线宽为0.125μm ,预计到2010年将达0.05μm.硅片作为集成电路(IC)芯片的基础材料,其表面粗糙度和表面平整度成为影响集成电路
刻蚀线宽的重要因素之一.目前,由于器件尺寸的缩小、光学光刻设备焦深的减小,已要求片子表面平整度达到纳米级<1>.在计算机硬盘技术中,近年存储密度以每年60%的速度快速上升<2>,目前计算机磁头的飞行高度已降低到10nm左右<3, 4>,并有进一步下降的要求,磁头与磁盘间运行如此的接近要求磁头及硬盘表面超光滑,磁头、磁盘的表面粗糙度、波纹度和纳米划痕不仅影响磁头的飞行稳定性,而且影响表面的抗腐蚀性,目前磁头、磁盘的表面粗糙度和波纹度均要求达到纳米级.同时,对于像光通讯中的晶体、精密阀门、光学玻璃、导电玻璃、机械磨具、陶瓷、金属材料、微电机系统(MEMS)、宝石、平面显示器、光导摄像机等表面的高精加工的要求也日益提高.超光滑、平整,无微观缺陷的高精表面已成为关系这些高技术产品性能的重要因素.随着电子产品表面质量要求的不断提高,表面平坦化加工技术也在不断发展.如最初半导体基片大多采用机械抛光的平整方法,但得到的表面损伤极其严重 <5>;基于淀积技术的选择淀积、溅射玻璃SOG(spin-on-glass)、低压
CV D(chemicalvaporde-posit)、等离子体增强CVD、偏压溅射和属于结构的溅射后回腐蚀、热回流、淀积-腐蚀-淀积等方法<6>也曾在IC工艺中获得应用,但均属局部平面化技术,其平坦化能力从几微米到几十微米不等,不能满足特征尺寸在0.35μm以下的全局平面化要求.1991年IBM首次将化学机械抛光技术成功应用到64MbDRAM的生产中<7>,之后各种逻辑电路和存储器以不同的发展规模走向CMP,CMP将纳米粒子的研磨作用与氧化剂的化学作用有机地结合起来,满足了特征尺寸在0.35μm以下的全局平面化要求 .CMP可以引人注目地得到用其他任何平面化加工不能得到的低的表面形貌变化<8>.目前, 化学机械抛光技术已成为几乎公认为惟一的全局平面化技术<9>,其应用范围正日益扩大.与其他技术不同,CMP技术是从实践中发展起来的,其发明、发展及走向应用都是在工业界而不是
在学术界完成的,因而系统性的研究尤其是理论研究还比较欠缺,本文拟对目前国际上的研究成果
进行综述,并提出未解决的理论及技术问题.1 CMP技术及研究现状CMP工艺的基本原理是将待抛光工件在一定的下压力及抛光液(由超细颗粒、化学氧化剂和液体介质组成的混合液)的存在下相对于一个抛光垫作旋转运动,借助磨粒的机械磨削及化学氧化剂的腐蚀作用来完成对工件表面的材料去除,并获得光洁表面<10,11>.CMP技术所采用的设备及消耗品包括:抛光机、抛光液、抛光垫、后CMP 清洗设备、抛光终点检测及工艺控制设备、废物处理和检测设备等<1 2～14>,其中抛光液和抛光垫为消耗品.一个完整的CMP工艺主要由抛光、后清洗和计量测量等部分组成,抛光机、抛光液和抛光垫是CMP工艺的3大关键要素,目前均依赖进口,其性能和相互匹配决定CMP能达到的表面平整水平.1.1 抛光机抛光机是从事CMP加工的场所, 目前主要有Appliedmaterials(美)、Ebara(日本)、
IPECPlan ar(美)、SpeedFam(美)、Strasbaugh(美)等公司生产<15>,图1 为SPEEDFAM公司生产的一种用于计算机硬盘基片抛光的双面抛光机,上盘可相对下盘做旋转运动,上盘与下盘均粘有抛光垫,工件放在下盘的齿轮片中,通过上盘施加一定的下压力,抛光液从上部供给,均匀地渗入抛光垫及抛光区域.CMP设备目前正在由单头、双头抛光机向多头抛光机发展,结构逐步由旋转运动结构向轨道抛光方法和线性抛光方法<16>方面发展.芯片的特征线宽的不断减小对CMP设备提出了更高的要求,如设备集成、干进干出、抛光头改进、多工序加工、无研磨膏CMP、终点检测、自动输送接口、干法清洗圆片等,同时,对于0.18μm或更小图形尺寸的新材料(低、高k值绝缘材料和铜)的CMP设备还有待开发.图1 一种硬盘基片CMP用双面抛光机Fig.1 Thephotographofpolisherforh arddiskCMP 迄今,学者们对于化学机械抛光中的抛光液、抛光垫以及抛光参数对抛光性能的影响进行了大量的1.2 抛光液抛光液是CMP的关键要素之一,抛光液的性能直接影响抛光后表面的质量.抛光液一般由超细固体粒子研磨剂(如纳米SiO2、Al2O3粒子等)、表面活性剂、稳定剂、氧化剂等组成<17～19>,固体粒子提供研磨作用,化学氧化剂提供腐蚀溶解作用,图2为自制的一种硬盘抛光用纳米SiO2抛光液的Super-SEM形貌.抛光液的化学成分及浓度、磨粒的种类、大小、形状及浓度、抛光液的粘度、pH值、流速、流动途径对去除速度都有影响.Stein等<20>研究了金属W在含KIO3的Al2O3抛光液中进行 CMP的动力学过程,发现抛光速率与KIO3浓度、Al2O3浓度、抛光压力、转速、抛光垫类型均有关,加工温度与除KIO3浓度外的以上因素有关,表明在Al2O3磨粒与W表面间的化学、物理相互作用很复杂,并且在WCMP中起重要作用.图2 纳米SiO2抛光液的Sup er-SEM形貌Fig.2 SEMimageofnano-scaleSiO2parti cles磨粒对抛光性能的影响研究较多.关于磨粒粒径对抛光性能的影响,研究结果还不统一. 1996年Michael等<21>提出了CMP加工中颗粒尺寸对抛光液抛光性能(如抛光速率、微划痕数量)的重要性.随后Zhou等<22>研究了在单晶硅晶片的抛光中,纳米SiO 2粒径(10～140nm)对去除率的影响,发现在试验条件下,粒径80nm的SiO2粒子去除率最高,得到的表面质量最好;而Bielmann等<23>对金属WCMP的研究却发现 ,抛光后表面的局部粗糙度与Al2O3磨粒的粒径间没有相关性,而去除率则随颗粒减小反而增加.Jindal等<24>研究了含Al2O3和SiO2混合颗粒的抛光液在金属Cu大马士革抛光中的效果,得到了满意的抛光液/CMP特性.Mazaheri等<25>研究了CMP 中磨粒的表面粗糙度对去除率的影响,发现相同直径时,表面不平磨粒的渗透深度比球形磨粒大, 但去除率比后者小.针对抛光液中大颗粒的存在对抛光性能的影响,Basim等<26>研究发现,随着大颗粒尺寸及浓度的增加,抛光后氧化膜表面的缺陷增加,并且抛光机理也发生相应变化 ,因而为获得满意的抛光结果,必须采取有效的方法去除抛光液中的大颗粒.同时,研磨料的分散稳定性对于CMP 抛光液也是很重要的.王相田等<27>研究了分散法制备SiO2浆料时,水溶液pH值、分散时间、搅拌速度、分散工艺等与浆料稳定性的关系.对于抛光液粘度的影响,M ullany等<28>采用理论和试验方法
均表明,抛光液粘度的变化对硅晶片CMP中材料的去除率有影响.抛光不同的材料所需的抛光浆液组成、pH值也不相同,在镶嵌WCMP工艺中典型使用铁氰酸盐、磷酸盐和胶体SiO2或悬浮Al2O3粒子的混合物,溶液的pH值在5.0 ～6.5之间;抛光氧化物的抛光液一般以SiO2为磨料,pH值一般控制在pH>10;而金属的CMP大多选用酸性条件,如pH<3<29>,以保持较高的材料移除速率.<30,31 >等作者系统研究了纳米SiO2抛光液对Ni-P敷镀的硬盘基片的化学机械抛光性能,发现抛光液的抛光性能与抛光液中纳米SiO2粒子的粒径及浓度、氧化剂的用量、抛光液的pH值、抛光液的流量等均有关,适宜的抛光液组成为:粒径10～50nm和浓度4%～7%;氧化剂的用量1%～2%.抛光液的pH值1～3,流量不小于300mL/min,过大的流量对抛光性能没有进一步提高,只会增加成本.目前,抛光液的研究以
ILD(inter-leveldie lec-tricallayer)CMP、金属CMP(如WCMP)为主,随着IC工艺的发展,研究的重点正转移到用铜做层间引线的领域上来,铜的CMP(包括CuCMP抛光液)作为微型器件的主要加工工艺,各国均在加紧工艺研究<32>.抛光液研究的最终目的是找到化学作用和机械作用的最佳结合,以致能获得去除速率高、平面度好、膜厚均匀性好及选择性高的抛光液 .此外还要考虑易清洗性、对设备的腐蚀性、废料的处理费用及安全性等问题.1.3 抛光垫抛光垫是输送抛光液的关键部件,抛光垫表面是一层具有多孔性结构的高分子材料,如图3所示,高分子材料一般为生长法得到的聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)等,抛光垫起着储存抛光液以及将抛光液中的磨蚀粒子送入片子表面并去除磨霄,圆晶片上那些微突部分被抛光垫磨去而平坦化了 <33>.抛光垫的机械性能,如硬度、弹性和剪切模量、毛孔的大小及分布、可压缩性、粘弹性、表面粗糙度以及抛光垫使用的不同时期对抛光速度及最终平整度起着重要作用.Shi等<34 >建立了用软抛光垫抛光时的抛光速率方程,认为软垫时抛光速率对压力的依赖性与硬垫时完全不同.抛光垫的硬度对抛光均匀性也有明显的影响,硬垫可获得较好的模内均匀性(WIDNU)和较大的平面化距离,软垫可改善片内均匀性(WI-WNU),为获得良好的WIDNU和WIWNU,可组合使用软、硬垫<35>,在圆片及其固定装置间加一层弹性背膜(backingfilm),可满足刚性及弹性的双重要求.。