化学机械抛光中抛光垫表面沟槽的研究_胡伟
化学机械抛光的理论模型研究综述
ｐ ｄ ，ｎ ｈ ｅ ｖ ｔｃａａｔ ｉ ｉ ａｈ ｍ ｄ ｌｗ ｓａ ａ ｚｄ ａ ｌ ｔｔｅ ｄ ｖ ｌ ｍ ｎ ｎ ｅｅ ｃ ａ ｓａ ｄ ｔｅ ｒｌ ａ ｈ ｃｅ ｓ ｃ ｏ ｅ ｏ ｅ ａ ｎ ｙｅ ，ｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｐ ｅ ｔａ ｄ ｒｓａ ｈ ｅｎ ｒ ｒ ｔ ｓｆ ｃ ｌ ｓ ｏ ｒ ｄｒｃｉ ｓｏ ｅＣ ｄ ｌ ａ ｐ ｏｐ ｃｅ ． ｉ ｔ ｎ ｔ ＭＰｍｏ ｅ Ｗ ｒｓ ｅｔｄ ｅ ｏ ｆｈ ｓ
黄传锦 周 海 陈 西府
（ 盐城 工学 院 机械 工程学 院 ， 盐城 ２４ ５ ） ２ ０ １
Ｓｔ ｄ ｈ ｈ ｍ ｉａ ｃ ａ ｉａ ｏｌ ｈｎ ｎ ｓ ｐ ｈ ｒ ｕ ｓ ｒ ｔ ｕ ｙｔ ｅ ｃ ｅ ｃ ｌ ｍｅ ｈ ｎｃ ｌ ｉ ｉｇ ｏ ａ ｐ ｉ ｓ ｂ ｔ ｅ ｐ ｓ ｅ ａ
的相 关特 点 ， 最后 对 Ｃ ＭＰ模 型的发展 和研 究方 向提 出展 望。 关键 词 ： 化学机械 抛光 ； 平坦 化 ； 抛光 率 ； 抛光 垫
【 ｂｔ ｃ】 ｈｍｃｌ ｅｈｎ ａｐ ｌｈ ｇＣ ｅ ｉ ｌ ｅｈｎ ａ Ｐｌｈ ｇＣ Ｐ ｉｃｒ ｎ ｙ ｎ ｌ Ａ ｓ ａｔ Ｃ ｅ ｉ — ｃａｉ ｌ ｏ ｓｉ （ ｈｍｃ ｃａｉ ｏｓｉ ，Ｍ ） ｕ ｅｔ ｌａ ｅ ｒ ａｍ ｃ ｉ ｎ ａＭ ｃ ｌ ｉ ｎ ｓ ｒ ｌｏ ｙ ｂ
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抛光垫表面特性分析
基金项目:国家自然科学基金重大项目资助(50390061)抛光垫表面特性分析苏建修1,傅宇1,杜家熙1,陈锡渠1,张学良1,郭东明2(11河南科技学院,河南新乡453003;21大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室,辽宁大连116024)摘要:研究抛光垫表面特性有利于了解和分析硅片化学机械抛光(C MP )材料的去除机理及优化抛光垫的微观结构。
使用ZYG O 5022轮廓仪、SE M 等仪器研究了IC1000/SubaI V 平抛光垫表面粗糙度、表面组织结构、孔隙率、微孔深度及直径、抛光垫表面微凸峰分布形式及面积支承率,测量和计算的结果:抛光垫表面粗糙度为σp (RMS )=618μm ,均方根粗糙度914μm ,表面孔隙率为56%,平均孔径为36μm ,平均孔深为20μm ,平均孔距为43μm ,微孔数量为550个/mm 2,抛光垫表面微凸峰高度服从高斯分布。
关键词:化学机械抛光;材料去除机理;高分子材料;抛光垫;表面特性中图分类号:T N30512;T B324 文献标识码:A 文章编号:10032353X (2007)1120957204Analysis of Surface Characteristics of Polishing P adS U Jian 2xiu 1,FU Y u 1,DU Jia 2xi 1,CHE N X i 2qu 1,ZHANG Xue 2liang 1,G UO Dong 2ming 2(11Henan Institute o f Science and Technology ,Xinxiang 453003,China ;21K ey Lab.for Precision and Non 2TraditionalMachining Technology o f Ministry o f Education ,Dalian Univer sity o f Technology ,Dalian 116024,China )Abstract :Studying the surface characteristics of polishing pad helps to understand and analyze the chemical mechanical polishing (C MP )mechanism and optimize the microscopic structure of polishing pad.The surface roughness ,organizational structure ,porosity ,depth and diameter of microporous ,distribution of asperity and profile bearing rate of IC1000/SubaI V polishing pad were studied with the ZYG O 5022profilometer and SE M.The results of measurement and calculation show that the surface roughness is 618μm ,the root 2mean 2square (RMS )roughness is 914μm ,the surface porosity is 56%,the microporous average diameter is 36μm ,the microporous average depth is 20μm ,the microporous average spacing is 43μm ,the microporous average v olume is 550/mm 2and the asperity height obeys G aussian distribution.K ey w ords :C MP ;m aterial rem oval m echanism;polym er m aterials ;polishing pad ;sur face characteristics1 引言在超大规模集成电路(U LSI )制造中,C MP 技术已成为U LSI 时代最广泛使用的平坦化技术[122]。
硬脆材料的化学机械抛光机理研究
［ ２ ］ 宋 晓岚 ， 李 宇煜 ， 江楠． 化学 机械抛 光技术研究 进展 ［ Ｊ ］ ． 化工进 展 ，
２ ０ ０ ８（ １ ） ： ２ ６ — ３ ０ ．
（ Ｓ ｏ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ － ｌ ａ ｎ ， Ｌ ｉ Ｙｕ — ｋ ｕ ｎ ， Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ Ｎ ａ ｎ ． Ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ
Ｎｏ． ２
Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ １ ４
机 械 设 计 与 制 造
３ ９
学机械抛光 ， 研究抛光液 ｐ Ｈ值对材料去除率的影响ｆ ７ １ ， 一些科研 释表面材料 的去除机理， 分析 Ｃ Ｍ Ｐ中有效作用的磨粒并建立抛光 人员认为 ：碱性抛光液 中的一 Ｏ Ｈ离子和碳 化硅表 面悬挂 的单一 垫 、 磨粒和工件表面的接触模型 ， 建立合理 的力学公式 ； （ ３ ） 突破 目 硅原 子键发生化学反应形成 Ｓ ｉ Ｏ ， Ｓ ｉ Ｏ ： 与Ｓ ｉ Ｃ相 比要软 的多 ， 然 前将 Ｃ ＭＰ机械作用和化学作用分开研究 的局限眭， 综合考虑机械 后通过抛光液中磨粒 和工件 表面的研磨作用 去除材料 。但 是 ， 作用和化学作用以及各因素的耦合作用 ， 建立 Ｃ ＭＰ模型 。
（ Ｈｕ ａ ｎ ｇ Ｃ ｈ ｕ ａ ｎ － ｊ ｉ ｎ ， Ｚ ｈ ｏ ｕ Ｈ ａ ｌ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ Ｘ ｉ － ｆ ｕ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ￣ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ
ｏ ｎ ｓ ａ ｐ ｐ ｈ ｉ ｒ ｅ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ［ Ｊ ］ ． Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙＤ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ＆Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ， ２ ０ １ ０（ １ １ ） ：
固结磨料研磨抛光垫基体的砂浆磨损特性研究
中图分类号：TG580 论文编号：102870513-S022 学科分类号：080201硕士学位论文固结磨料研磨抛光垫基体的砂浆磨损特性研究（国家自然科学基金资助项目51175260）（中央高校基本科研业务专项资金NP2012506）研究生姓名唐晓骁学科、专业机械制造及其自动化研究方向精密与超精密加工指导教师朱永伟教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一三年三月Nanjing University of Aeronautics and AstronauticsThe Graduate SchoolCollege of Mechanical and Electrical EngineeringSlurry Abrasion Characteristic of FixedAbrasive Pad(Supported by National Natural Science Foundation of China, 51175260) (Central University Basic Scientific Research Fund, NP2012506)A Thesis inMechanical Manufacture and AutomationbyTang XiaoxiaoAdvised byProfessor Zhu YongweiSubmitted in Partial Fulfillmentof the Requirementsfor the Degree ofMaster of EngineeringMarch, 2013承诺书本人声明：所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。
本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究_陈晓春
第４０卷第５期２０１４年１０月东华大学学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＤＯＮＧＨＵＡ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ）Ｖｏｌ．４０，Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１４ 文章编号：１６７１－０４４４（２０１４）０５－０６０５－０７ 收稿日期：２０１４－０６－０９基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１００５１０２）；清华大学摩擦学国家重点实验室开放基金（ＳＫＬＴＫＦ１０Ｂ０４）；教育部留学回国人员科研启动基金资助项目（２０１１１１３９）；中央高校基本科研业务费专项基金资助项目（ＪＵＤＣＦ１３０２８）；江苏省高校研究生科研创新计划资助项目（ＣＸＺＺ１３＿０７３８）作者简介：陈晓春（１９６６—），男，江苏无锡人，博士研究生，研究方向为摩擦学与先进表面技术．Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｃｈｅｎ＠ｊｉａｎｇｎａｎ．ｅｄｕ．ｃｎ化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究陈晓春，赵永武（江南大学机械工程学院，江苏无锡２１４１２２）摘要：借助现代实验仪器在微纳量级模拟化学机械抛光工况条件，采集摩擦界面的实时摩擦因数，研究单晶硅片化学机械抛光中的化学作用和机械作用的协同及相互影响关系．研究结果表明：在一定的化学机械抛光工艺条件下，去离子水和过氧化氢的化学作用及抛光正压力与滑划速度的机械作用对化学机械抛光的材料去除过程有着不同的影响．进一步分析研究获得了化学和机械作用协同的工艺参数条件：当抛光正压力为７０ｍＮ、滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ时，抛光效果最优．关键词：化学机械抛光；化学作用；机械作用；协同中图分类号：ＴＧ １１５．５＋８；Ｏ ４８４．４ 文献标志码：ＡＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｓｙｎｅｒｇｙ ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ－Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｆｆｅｃｔ ｉｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＰｏｌｉｓｈｉｎｇＣＨＥＮ Ｘｉａｏ－ｃｈｕｎ，ＺＨＡＯ Ｙｏｎｇ－ｗｕ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１４１２２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ａ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ（ＣＭＰ）ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｉｌｉｃｏｎ ｗａｆｅｒ ｗａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎ ＣＭＰ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍｏｄｅｒｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄｅｖｉｃｅｓ ｉｎ ｍｉｃｒｏ－ａｎｄ ｎａｎｏ－ｓｃａｌｅ．Ｔｈｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｉｎ ｔｈｅ ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｗｅｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｕｎｄｅｒｃｅｒｔａｉｎ ＣＭＰ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｈｉｃｈ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｅｉｏｎｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ ａｎｄ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｌｏａｄ ａｎｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ｉｎ ＣＭＰ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｗｈｅｎ ＣＭＰ ｉｓ ｏｐｅｒａｔｅｄ ａｔ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｌｏａｄ ７０ ｍＮａｎｄ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ８．００ｍｍ／ｓ，ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｎ ＣＭＰ ｐｒｏｃｅｓｓ ａｒｅｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃ，ｔｈｅ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔ ｉｓ ｏｐｔｉｍａｌ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔ；ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔ；ｓｙｎｅｒｇｙ 化学机械抛光是一种将硅溶胶作为抛光剂应用于半导体材料的抛光技术，采用该技术可获得表面高度光整、少表面缺陷的半导体材料，特别是半导体晶体材料［１］．研究化学机械抛光中抛光剂的化学作用和机械作用，以及两者之间的相互作用和影响关系，这是当今化学机械抛光研究领域的热点．文献［２］从理论上建立了化学机械抛光过程中化学作用和机械作用协同条件下分子量级的材料去东华大学学报（自然科学版）第４０卷 除数学模型，该模型描述了化学机械抛光过程中化学作用和机械作用的协同在分子量级上对材料去除的影响关系，并采用一综合方程式表达，将抛光速度、抛光正压力以及抛光运行参数等相关参数结合进该方程式．文献［３］研究认为，化学机械抛光过程中化学作用将极大地削弱被抛光工件表面分子间的化学键能，而机械作用则提供了打断该弱化的键能的机械能量，从而在分子量级上将被抛光工件表面的材料去除．文献［４］研究了难于抛光的碳化硅薄膜件的化学机械抛光的新途径，其主要借助于抛光液中离子键能的化学作用得以实现．文献［５］研究了铜化学机械抛光，认为化学机械抛光的过程是化学钝化作用和机械磨蚀作用的协同过程．文献［６］研究了铜化学机械抛光过程中的摩擦化学反应及其行为影响，认为在弱酸性条件下化学机械抛光可以获得最大的材料去除率和最好的抛光表面质量．文献［７］研究了铜化学机械抛光中的化学作用，认为化学作用主要是氧化剂及抛光液中的添加剂与铜表面反应生成改性层，且抛光过程中的摩擦热将有助于化学作用的加强．文献［８］指出，当ｐＨ值由７提高到１２时，材料去除速率由１５ｎｍ／ｍｉｎ提高到了７０ｎｍ／ｍｉｎ．文献［９］发现加入氧化剂ＮａＯＨ后，发现硅芯片的抛光去除速率比未添加ＮａＯＨ时提高了近４倍．文献［１０］发现加入ＮａＣｌ后，ＳｉＯ２芯片的研磨去除速率提高了近１倍．这是因为ＮａＣｌ的加入增加了芯片与抛光垫的摩擦接触力，从而增加了材料去除速率［１１］．但抛光速率的增加和氧化剂浓度的增大，可能带来芯片亚表层的损伤．文献［１２］研究发现，当抛光压力由２５ｋＰａ提高至１２５ｋＰａ时，材料去除率提高了约３．５倍．但通过透射电镜的显微分析发现：当抛光压力大于２５ｋＰａ时，抛光晶片的亚表面有非晶损伤产生，而压力的进一步增大，还会导致晶格位错等晶体缺陷．文献［１３］研究表明，当单晶硅片的抛光速度由２５ｒ／ｍｉｎ提高到１００ｒ／ｍｉｎ时，材料去除率提高近２倍．笔者的前期研究同样发现，在高速抛光时硅片的亚表面有非晶损伤产生，且随着抛光速度的提高，非晶层的厚度也在增加．由此可知，提高机械能可以提高抛光材料的去除率，但同时却造成了抛光材料表面和亚表面不同程度的损伤．文献［１４］研究发现，机械作用可以促进并控制化学反应．在化学反应过程中，参与化学反应的分子需要克服自身的能量才能够实现物质的交换，而该化学反应的能量可以是热、光、压力或电子束等．机械能可以有效地控制化学反应朝着特定的方向进行，从而主导化学反应过程．目前，化学机械抛光中对化学作用和机械作用以及两者协同作用的研究尚未深入，其协同作用对材料去除的机理亦有待于进一步深入探索．为此，本文将通过系列实验，研究化学机械抛光中的抛光载荷、材料去除速度两大机械因素与去离子水和过氧化氢作为抛光液的化学作用的协同，从而为化学机械抛光工艺参数的优化以及更好地控制抛光过程提供参考．１ 实 验１．１ 实验材料选用ｐ－Ｓｉ（１００）型单晶硅晶圆片作为抛光工件材料，从晶圆片上切割制成２０ｍｍ×２０ｍｍ的实验样品．１．２ 实验方法在往复式ＵＭＴ－２型微摩擦试验机上进行微纳级摩擦磨损划痕实验，环境温度保持在（２０±１）℃，相对湿度为４５％～５５％．实验的摩擦接触形式为球与平面的接触，每次实验过程中均使用一个新的直径为４ｍｍ的氮化硅陶瓷小球在试样硅片上做行程为２ｍｍ的往复滑划运动（如图１所示）．划痕实验开始前，氮化硅陶瓷球和硅片均用丙酮清洗并采用超声清洗机清洁１０ｍｉｎ．实验中使用的抛光正压力为３０～１１０ｍＮ，材料去除速度即滑划速度为５．３３～１０．６６ｍｍ／ｓ，划痕实验时间为２ｍｉｎ．分别于水润滑和过氧化氢润滑条件下，完成一组摩擦磨损划痕实验．其中，在水润滑实验中，使用去离子水作为润滑媒介；在过氧化氢润滑实验中，使用质量分数为３０％的过氧化氢溶液作为润滑媒介．图１ 球－平面接触滑划示意图Ｆｉｇ．１ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｏｆ ｂａｌｌ－ｏｎ－ｆｌａｔ ｓｌｉｄｉｎｇ实验过程中，微摩擦试验机会自动采集和记录摩擦因数（μ）、摩擦力、扭矩、载荷、高频声信号、垂直位移、水平位移等数据．材料去除后划痕表面形貌采用Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ ＭｉｃｒｏＸＡＭ－３Ｄ型白光干涉表面形貌６０６ 第５期陈晓春，等：化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究仪进行分析．２ 结果与讨论２．１ 不同抛光正压力下的摩擦因数保持其他实验参数不变，改变施加在氮化硅小球上的正压力，分别在水润滑条件和过氧化氢润滑条件下进行划痕实验，以获得不同润滑条件（不同摩擦界面化学作用）下的摩擦因数数据．在水润滑条件下，滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，不同抛光正压力下通过微摩擦试验机获得的全程摩擦因数如图２所示．从图２可以看到，当抛光正压力为３０和５０ｍＮ时，摩擦界面上的摩擦状态不稳定，摩擦因数的微观波动频率和幅度值均较大，摩擦因数均值分别为１．０３７ ０和０．４５４ ２．而当抛光正压力增加至７０ｍＮ时，摩擦界面的摩擦状况得以改善，摩擦因数微观波动幅值变小，均值为２．９６３．随着抛光正压力增加至９０和１１０ｍＮ，摩擦因数的变化趋于更加规律，平均摩擦因数均处于低位，分别为０．２７０ ５和０．２８６ １．（ａ）３０ｍＮ（ｂ）５０ｍＮ（ｃ）７０ｍＮ（ｄ）９０ｍＮ（ｅ）１１０ｍＮ图２ 水润滑条件下不同抛光正压力下的摩擦因数Ｆｉｇ．２ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｗａｔｅｒ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｌｏａｄ在过氧化氢润滑条件下，滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，不同抛光正压力下通过微摩擦试验机获得的全程摩擦因数如图３所示．从图３可以看到，当抛光正压力为３０和５０ｍＮ时，摩擦界面上的摩擦状态亦不稳定，摩擦因数的微观波动频率和幅度值均较大，但此时的摩擦因数值相对于水润滑条件下的摩擦因数值小，摩擦因数均值分别为０．５９２ ６和０．４１１ ７．而当抛光正压力增加至７０，９０，１１０ｍＮ时，摩擦界面的摩擦状况有所改善，摩擦因数微观波动幅值变小，摩擦因数均值分别为０．３７９ ４，０．３１５ ４和０．３０４ ７，大于相应水润滑条件下的摩擦因数值．（ａ）３０ｍＮ（ｂ）５０ｍＮ（ｃ）７０ｍＮ７０６东华大学学报（自然科学版）第４０卷（ｄ）９０ｍＮ（ｅ）１１０ｍＮ图３ 过氧化氢润滑条件下不同抛光正压力下的摩擦因数Ｆｉｇ．３ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｌｏａｄ２．２ 不同滑划速度下的摩擦因数保持其他实验参数不变，改变滑划速度，分别在水润滑条件和过氧化氢润滑条件下进行划痕实验，以获得不同润滑条件下的摩擦因数数据．在水润滑条件下，施加的划痕实验抛光正压力为７０ｍＮ，不同滑划速度下由微摩擦试验机获得的全程摩擦因数如图４所示．从图４可以看到，当滑划速度为５．３３和６．６６ｍｍ／ｓ时，摩擦因数的微观波动较大，但波动幅值不是很大，摩擦因数均值分别为０．３５７ ７和０．３１８ ５．而当滑划速度增加至８．００ｍｍ／ｓ时，摩擦因数的微观波动在很小的范围内有所改善，其均值为０．２９６ ３．随着滑划速度增加至９．３３和１０．６６ｍｍ／ｓ，摩擦因数的变化趋于规律（实验中，有偶发的奇异值产生），其平均摩擦因数均处于低位，分别为０．２３４ ３和０．１８２ ６．（ａ）５．３３ｍｍ／ｓ（ｂ）６．６６ｍｍ／ｓ（ｃ）８．００ｍｍ／ｓ（ｄ）９．３３ｍｍ／ｓ（ｅ）１０．６６ｍｍ／ｓ图４ 水润滑条件下不同滑划速度下的摩擦因数Ｆｉｇ．４ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｗａｔｅｒ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ在过氧化氢润滑条件下，施加的划痕实验抛光正压力为７０ｍＮ，不同滑划速度下由微摩擦试验机获得的全程摩擦因数如图５所示．从图５可以看到，当滑划速度为５．３３和６．６６ｍｍ／ｓ时，摩擦因数的微观波动较大，摩擦因数均值分别为０．２９９ ８和０．３６８ ７．而当滑划速度增加至８．００ｍｍ／ｓ时，摩擦因数的微观波动趋于规律化，其均值为０．３７９ ４．随着滑划速度增加至９．３３和１０．６６ｍｍ／ｓ时，摩擦因数的微观波动幅值增大，平均摩擦因数也有所增大，分别为０．３７９ ４，０．４３２ ９和０．４８０ ８．８０６ 第５期陈晓春，等：化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究（ａ）５．３３ｍｍ／ｓ（ｂ）６．６６ｍｍ／ｓ（ｃ）８．００ｍｍ／ｓ（ｄ）９．３３ｍｍ／ｓ（ｅ）１０．６６ｍｍ／ｓ图５ 过氧化氢润滑条件下不同滑划速度下的摩擦因数Ｆｉｇ．５ Ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ ｕｎｄｅｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ２．３ 分析与讨论摩擦因数是摩擦界面相对运动的两个物体之间的摩擦性能的反映．从实验获取的数据可以看出，抛光过程中摩擦界面之间的微观接触状态瞬息万变．２．３．１ 水润滑条件下摩擦界面材料去除机理分析当滑划速度不变，抛光正压力不同时，在水润滑实验条件下，摩擦热催化了硅和水之间的化学反应，并在硅晶圆的表面产生ＳｉＯ２膜层［１５－１６］．当水流进入摩擦界面区域时，ＳｉＯ２与水发生反应，反应式如式（１）所示，同时氮化硅与水也发生化学反应，反应式如式（２）所示，从而进一步加强了在摩擦界面的摩擦化学反应［１７］．ＳｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ＝Ｓｉ（ＯＨ）４（１）Ｓｉ３Ｎ４＋１６Ｈ２Ｏ＝３Ｓｉ（ＯＨ）４＋４ＮＨ４ＯＨ（２）反应所生成的氢氧化硅膜层可以起到润滑的作用，从而降低了摩擦界面的剪切应力，且该膜层的硬度小于硅晶圆的硬度．另外，水流也起到冷却作用，在摩擦界面上形成一层水膜，这将大大减少黏着磨损，从而有效地减小了摩擦因数．当施加的抛光正压力为３０ｍＮ时，摩擦因数较大，原因是此时的抛光正压力不够大，摩擦界面尚未发生摩擦化学反应．当施加的抛光正压力达到或超过７０ｍＮ时，随着抛光正压力的增加，机械作用的影响明显大于化学作用的影响，机械除膜速度大于化学成膜速度，化学作用和机械作用的协同被打破．同样，当抛光正压力保持不变而只改变滑划速度时，机械能随着滑划速度的增加而增加，化学反应受机械作用而得以加速发生［１８］，因而摩擦因数随着滑划速度的增加而减小．在水润滑条件下，当滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，抛光正压力为７０ｍＮ时，由微摩擦试验机获得的磨痕几何尺寸如图６所示．由图６可知，划痕深度值为３２．３ｎｍ．实验过程中，当滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，滑划行程为２ｍｍ时，在一次实验时间内（２ｍｉｎ内）会发生４８０次滑划，则单次划痕深度为０．０６８ｎｍ．２．３．２ 过氧化氢润滑条件下摩擦界面材料去除机理的讨论过氧化氢是一种特殊的氧化剂，其既具有氧化性又具有还原性．实验过程中，过氧化氢与溶液中的氢离子结合使得氢离子数量减少，溶液因而呈弱酸性从而进一步弱化单晶硅表面的氧化层．而另一方面，过氧化氢既可以贡献质子，也可以同时接受质子［１９］．接受质子时，过氧化氢分子与二氧化硅分子建立起强化学键，该化学键比水分子接受质子而与二氧化硅形成的分子间的化学键更强．由此，过氧化氢润滑条件下的摩擦化学反应比水润滑条件下的弱很多．当滑划速度不变，抛光正压力大于７０ｍＮ时，９０６东华大学学报（自然科学版）第４０卷图６ 水润滑条件下滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，抛光正压力为７０ｍＮ时的划痕尺寸Ｆｉｇ．６ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅａｒ ｓｕｒｆａｃｅ ａｔ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ８．００ｍｍ／ｓ，ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｌｏａｄ ７０ｍＮ ｕｎｄｅｒ ｗａｔｅｒｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ过氧化氢润滑条件下的摩擦因数比水润滑条件下的摩擦因数低．而低抛光正压力时，过氧化氢润滑条件下的摩擦因数低于水润滑条件下的，这是因为氢离子的减少使得单晶硅表面黏着性能较好的氧化层厚度减小，因而黏着磨损发生的几率大大减少．而当抛光正压力保持７０ｍＮ不变，摩擦因数随着滑划速度的增加快速增加，这是因为在这个阶段，单晶硅表面的最外层已与过氧化氢发生改性反应．Ｓｉ—ＯＨ离子键在表面层形成，从而得到比单晶硅更软的表层．当滑划速度增加，摩擦化学反应更加剧烈，单晶硅表层的腐蚀磨损将进一步加重，因此摩擦因数随之增加．在过氧化氢润滑条件下，当滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，抛光正压力为７０ｍＮ时，由微摩擦试验机获得的磨痕几何尺寸如图７所示．由图７可知，划痕深度为７３．３ｎｍ．同样，可计算得单次划痕深度为０．１５３ｎｍ．图７ 过氧化氢润滑条件下滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ，抛光正压力为７０ｍＮ时的划痕尺寸Ｆｉｇ．７ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｗｅａｒ ｓｕｒｆａｃｅ ａｔ ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｐｅｅｄ ８．００ｍｍ／ｓ，ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｎｏｒｍａｌ ｌｏａｄ ７０ｍＮ ｕｎｄｅｒ ｈｙｄｒｏｇｅｎｐｅｒｏｘｉｄｅ ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ２．３．３ 化学、机械及其协同作用分析化学机械抛光过程中的化学作用主要是抛光液中的化学成分与抛光材料的表面分子或原子发生化学反应，使得表层的材料在机械作用下从基材上脱落而实现表面抛光的效果．本文的研究结果表明，无论是去离子水润滑还是过氧化氢润滑条件下的摩擦化学反应，当抛光正压力为７０ｍＮ、滑划速度为８．００ｍｍ／ｓ时，抛光过程中的化学作用和机械作用达到最优的协同状态，摩擦界面的摩擦状态最优，而材料去除后表面的划痕深度很小，即在化学机械抛光中将有利于获得更高的抛光后全局表面质量．３ 结 论（１）在化学机械抛光微纳量级材料去除过程中，去离子水和过氧化氢的化学作用对材料去除机理的影响与抛光正压力和滑划速度的机械作用对材料去除机理的影响不同．在一定条件下，当化学作用和机械作用协同时，材料去除效果最佳．（２）通过调整抛光正压力和滑划速度可以控制摩擦化学反应中的摩擦热，从而进一步实现机械能对摩擦扩散化学的控制．由于机械作用和化学作用的相互制约，抛光正压力的增加和滑划速度的提高与材料去除率的提高并不呈线性关系．化学作用参数成为提高抛光材料去除率的另一选择．当抛光正０１６ 第５期陈晓春，等：化学机械抛光中化学作用和机械作用协同的实验研究压力和抛光速度达到某种平衡时，化学机械抛光工艺实现高的材料去除率并且可以获得少损伤的高质量抛光表面．（３）在水润滑和过氧化氢润滑条件下，当抛光正压力为７０ｍＮ、材料去除速度为８．００ｍｍ／ｓ时，单次划痕深度均小于１ｎｍ．可以认为在这种条件下，化学作用和机械作用的协同效果最优．抛光界面发生摩擦化学反应并产生具有润滑作用的膜层，从而证明了机械作用对化学反应的促进作用．参 考 文 献［１］ＷＡＬＳＨ Ｒ Ｊ，ＨＥＲＺＯＧ Ａ Ｈ，ＬＯＵＩＳ Ｓ．Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ：ＵＳ，３１７０２７３［Ｐ］．１９６５－０２－２３．［２］ＷＡＮＧ Ｙ Ｇ，ＺＨＡＯ Ｙ Ｗ，ＪＩＡＮＧ Ｊ Ｚ，ｅｔ ａｌ．Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｎｅｒｇｙ ｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ａｔｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｃａｌｅ ｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２００８，２６５（５／６）：７２１－７２８．［３］ＺＨＡＯ Ｙ Ｗ，ＣＨＡＮＧ Ｌ，ＫＩＭ Ｓ Ｈ．Ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒｃｈｅｍｉｃａｌ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｍｏｖａｌｏｆ ｗｅａｋｌｙ ｂｏｎｄｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｓｐｅｃｉｅｓ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２００３，２５４（３／４）：３３２－３３９．［４］ＬＡＧＵＤＵ Ｕ Ｒ Ｋ，ＩＳＯＮＯ Ｓ，ＫＲＩＳＨＮＡＮ Ｓ，ｅｔ ａｌ．Ｒｏｌｅ ｏｆｉｏｎｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅｕｓｉｎｇ ｓｉｌｉｃａ ｓｌｕｒｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄｓ ａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅｓ Ａ：Ｐｈｙｓｉｃｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ａｓｐｅｃｔｓ，２０１４，４４５：１１９－１２７．［５］ＮＯＬＡＮ Ｌ Ｍ，ＣＡＤＩＥＮ Ｋ Ｃ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｗｅａｒ：Ａ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２０１３，３０７（１／２）：１５５－１６３．［６］ＬＩ Ｊ，ＣＨＡＩ Ｚ Ｍ，ＬＩＵ Ｙ Ｈ．Ｔｒｉｂｏ－ｃｈｅｍｉｃａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒｉｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ，２０１３，５０（２）：１７７－１８４．［７］ＬＩＵ Ｘ Ｙ，ＬＩＵ Ｙ Ｌ，ＬＩＡＮＧ Ｙ，ｅｔ ａｌ．Ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｍｏｄｅｌｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｎｇ ｂｏｔｈ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｍｏｖａｌ ｆｏｒ ｃｏｐｐｅｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ［Ｊ］．Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１２，９１：１９－２３．［８］ＥＳＴＲＡＧＮＡＴ Ｅ，ＴＡＮＧ Ｇ，ＬＩＮＡＧ Ｈ，ｅｔ ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，３３（４）：３３４－３３９．［９］ＬＥＥ Ｍ Ｙ，ＫＡＮＧ Ｈ Ｇ，ＫＡＮＥＭＯＴＯ Ｍ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆａｌｋａｌｉｎｅ ａｇｅｎｔ ｉｎ ｃｏｌｌｏｉｄａｌ ｓｉｌｉｃａ ｓｌｕｒｒｙ ｆｏｒ ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ ｓｉｌｉｃｏｎｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ［Ｊ］．Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ ＰａｒｔⅠ，２００７，４６：５０８９－５０９４．［１０］ＢＡＳＩＭ Ｇ Ｂ，ＶＡＫＡＲＥＬＳＫＩ Ｉ Ｕ，ＭＯＵＤＧＩＬ Ｂ Ｍ．Ｒｏｌｅ ｏｆｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｃｅｓ ｉｎ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＣＭＰ ｓｌｕｒｒｉｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｏｌｌｏｉｄ ａｎｄＩｎｔｅｒｆａｃｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００３，２６３（２）：５０６－５１５．［１１］ＭＡＨＡＪＡＮ Ｕ，ＢＩＥＬＭＡＮＮ Ｍ，ＳＩＮＧＨ Ｒ Ｋ．Ｄｙｎａｍｉｃ ｌａｔｅｒａｌｆｏｒｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ ｄｕｒｉｎｇ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ ｏｆｓｉｌｉｃａ［Ｊ］．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｓｏｌｉｄ－Ｓｔａｔｅ Ｌｅｔｔｅｒｓ，１９９９，２（２）：８０－８２．［１２］ＸＵ Ｊ，ＬＵＯ Ｊ Ｂ，ＷＡＮＧ Ｌ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｓｕｂ－ｓｕｒｆａｃｅ ｌａｙｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｌｉｃｏｎ ｓｉｎｇｌｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｐｏｌｉｓｈｅｄｂｙ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ［Ｊ］．Ｔｒｉｂｏｌｏｇｙ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，２００７，４０（２）：２８５－２８９．［１３］ＯＧＡＷＡ Ｈ，ＹＡＮＡＧＩＳＡＷＡ Ｍ，ＫＩＫＵＣＨＩ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇｅｍｐｌｏｙｉｎｇ ｉｎ ｓｉｔｕ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ［Ｊ］．Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ＰａｒｔⅠ，２００３，４２：５８７－５９２．［１４］ＨＩＣＫＥＮＢＯＴＨ Ｃ Ｒ，ＭＯＯＲＥ Ｊ Ｓ，ＷＨＩＴＥ Ｓ Ｒ，ｅｔ ａｌ．Ｂｉａｓｉｎｇ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｐａｔｈｗａｙｓ ｗｉｔｈ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｆｏｒｃｅ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ，２００７，４４６（７１３４）：４２３－４２７．［１５］ＷＡＮＧ Ｘ Ｄ，ＹＵ Ｊ Ｘ，ＣＨＥＮ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｗａｔｅｒ ａｎｄｏｘｙｇｅｎ ｏｎ ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｗｅａｒ ｏｆ ｍｏｎｏｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｓｉ（１００）ａｇａｉｎｓｔ ＳｉＯ２ｓｐｈｅｒｅ ｂｙ ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｉｎＭＥＭＳ［Ｊ］．Ｗｅａｒ，２０１１，２７１（９／１０）：１６８１－１６８８．［１６］ＯＭＡＲＡ Ｗ Ｏ，ＨＥＲＲＩＮＧ Ｒ Ｂ，ＨＵＮＴ Ｌ Ｐ．Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｓｉｌｉｃｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ：ＮｏｙｅｓＰｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９０．［１７］ＺＨＡＯ Ｙ，ＣＨＡＮＧ Ｌ．Ａ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ａｓｐｅｒｉｔｙ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｉｎｅｌａｓｔｉｃ－ｐｌａｓｔｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｏｆ ｒｏｕｇｈ ｓｕｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＴｒｉｂｏｌｏｇｙ，２００１，１２３（４）：８５７－８６４．［１８］ＷＡＮＧ Ｙ，ＺＨＡＯ Ｙ Ｗ，ＣＨＥＮ Ｘ．Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｍａｃｒｏ－ｓｃａｌｅ ｔｏ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ｓｃａｌｅ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ，２０１２，２７（６）：６４１－６４９．［１９］ＺＨＡＮＧ Ｘ Ｇ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ａｎｄ ｉｔｓ ｏｘｉｄｅ［Ｍ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｋｌｕｗｅｒ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，２００１．１１６。