聚甲基丙烯酸对STI CMP中SiO_(2)和Si_(3)N_(4)去除速率选择比的影响

在浅沟槽隔离(STI)化学机械抛光(CMP)中,需要保证极低的Si_(3)N_(4)去除速率,以及相对较高的SiO_(2)去除速率,并且要达到SiO_(2)与Si_(3)N_(4)的去除速率选择比大于30的要求。在CeO_(2)磨料质量分数为0.25%,抛光液pH=4的前提下,研究了聚甲基丙烯酸(PMAA)对SiO_(2)与Si_(3)N_(4)去除速率以及二者去除速率选择比的影响,分析了PMAA在影响SiO_(2)与Si_(3)N_(4)去除速率过程中的作用机理。结果表明,PMAA的加入可以降低SiO_(2)与Si_(3)N_(4)的去除速率,当PMAA的质量分数为120×10^(-6)时,SiO_(2)和Si_(3)N_(4)的去除速率分别为185.4 nm/min和3.0 nm/min,去除速率选择比为61。抛光后SiO_(2)与Si_(3)N_(4)晶圆表面有较好的表面粗糙度,分别为0.290 nm和0.233 nm。

AT切型石英晶圆抛光工艺对材料去除速率及厚度非均匀性的影响

通过双面抛光工艺研究了抛光盘转速、抛光盘压力及抛光垫材质与厚度等对AT切型石英晶圆材料去除速率(MRR)与厚度非均匀性(TNU)的影响。实验结果表明,抛光盘压力越大、转速越高,材料去除速率越高;晶圆厚度非均匀性随抛光盘压力增加先减小后增加,随抛光盘转速增加而增加;杨氏模量越大、厚度越薄的抛光垫在晶圆表面产生的压力分布越均匀,有助于提高抛光均匀性。最后基于上述实验结果对抛光工艺参数进行了优化,优化后晶圆的材料去除速率为0.9μm/h、单片晶圆厚度非均匀性小于1.5‰、表面粗糙度为0.6 nm。该研究结果适用于石英晶圆的批量抛光工艺,对石英晶圆加工企业的抛光工艺优化有较高的参考价值。

络合剂对铜CMP去除速率及机理的研究

利用电化学和化学机械抛光(CMP)实验方法研究了抛光液添加成分甘氨酸、L-精氨酸与酒石酸钾三种络合剂对铜CMP过程的界面电化学腐蚀作用及去除速率影响。采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)表征了铜与含有络合剂的碱性溶液产生界面化学腐蚀的表面微观形貌。结果表明,Cu表面腐蚀电流均大幅增强,揭示了三种络合剂均促进了铜氧化产物的化学络合溶解。CMP的实验结果表明,添加三种络合剂的抛光液对铜CMP的去除速率为甘氨酸>L-精氨酸>酒石酸钾。综合Cu CMP去除速率与表面形貌对比分析,L-精氨酸的络合能力与对铜表面的纳米形貌腐蚀协同性更强,获得了CMP去除速率促进下的Cu低表面微粗糙度。

ATMP对晶圆中TSV结构Ta基阻挡层的Ta和Cu去除速率选择比的影响

为了提高晶圆中硅通孔(TSV)阻挡层材料化学机械抛光(CMP)中Ta和Cu的去除速率选择比,在工作压力为3 psi(1 psi=6895 Pa)、抛光头转速为87 r/min、抛光盘转速为93 r/min、抛光液体积流量为300 m L/min的条件下,研究了氨基三甲叉膦酸(ATMP)作为络合剂对Ta和Cu的去除速率以及去除速率选择比的影响。通过电化学方法探究了ATMP对Ta和Cu的络合机制,利用原子力显微镜对比了抛光前后的表面质量。研究结果显示:在ATMP质量分数为1.5%时,Ta和Cu的去除速率分别为157.96和58.6 nm/min,验证了ATMP对提高Ta和Cu的去除速率选择比具有明显效果,Ta和Cu抛光前后的表面粗糙度分别由4.2 nm降低至0.284 nm以及由1.31 nm降低至0.51 nm,表面质量得到明显改善,证明了ATMP适合用于TSV晶圆阻挡层材料抛光。

常见沉水植物对草海水体(含底泥)总氮去除速率的研究

利用狐尾藻、菹草、苦草、伊乐藻、金鱼藻、篦齿眼子菜、轮藻等７种沉水植物对受污染的草海水体（含底泥）总氮去除速率进行了试验研究。结果表明：每种沉水植物对水体总氮、总磷均有显著去除作用，在试验的２７ｄ内，对总氮、总磷的去除百分率分别为８０３１％，８９８２％；重点对７种沉水植物引起水体总氮浓度下降与时间的关系作回归分析，所得结果是随着时间的延长，水体中总氮浓度呈负指数形式衰减。该文还研究了水体总氮浓度与去除速率之间的关系。每种沉水植物在试验的总氮浓度范围内（２６２８～１６６６７ｍｇ／Ｌ）去除速率随总氮浓度的增加而增加。对ＴＮｔ曲线和Ｖ－ＴＮ曲线在大型水生植物系统恢复中的应用进行了讨论。

磨料对蓝宝石衬底去除速率的影响

蓝宝石晶体已经成为现代工业,尤其是微电子及光电子产业极为重要的衬底材料,提高其化学机械抛光效率是业界无法回避的问题。在CMP系统中,磨料是决定去除速率及表面状态的重要因素。分析了化学机械抛光过程中抛光液中磨料的作用以及抛光机理,在确保表面状态的基础上,研究了抛光液中磨料体积分数、粒径和抛光液的黏度对速率的影响,指出纳米磨料是蓝宝石衬底抛光的最佳磨料。选用合适的磨料体积分数、粒径及抛光液黏度,不仅获得了良好的去除速率,而且有效地解决了表面状态方面的问题。

蓝宝石衬底材料CMP去除速率的影响因素

阐述了蓝宝石衬底应用的发展前景及加工中存在的问题,分析了蓝宝石衬底化学机械抛光过程中pH值、压力、温度、流量、抛光布等参数对去除速率的影响。提出了采用小流量快启动的方法迅速提高CMP温度,在化学作用和机械作用相匹配时(即高pH值、大流量或低pH值,小流量)可得到较高去除速率,且前者速率高于后者。实验采用nm级SiO2溶胶为磨料的碱性抛光液,使用强碱KOH作为pH调节剂,并加入了适当的表面活性剂及螯合剂等。工艺参数为压力0.18MPa、温度45℃、转速60r/min,采用Rodel-suba 600抛光布,在保证表面质量的同时得到的最大去除速率为11.35μm/h。

水力停留时间、水温与氨氮浓度对浸没式生物滤池氨氮去除速率的效应

本文研究了采用浸没式生物滤池处理集约化养殖污水时 ,水力停留时间 (HRT/min)、水温(T/℃ )、总氨氮浓度 ([TAN] ,mgNH+4-N/L)对总氨氮去除速率 (R/gNH+4-N/m3 h)的效应。对实验数据的分析结果表明 ,它们之间的经验方程为 :当 [TAN]≥ 2 85mgNH+ 4-N/L ,R =0 2 6+ 0 2 9·HRT + 0 0 0 8·HRT·T -0 0 1·HRT2 ;当 [TAN]≤ 2 85mgNH+ 4-N /L ,R =(-0 78+ 0 2·HRT + 0 0 0 3·HRT·T -0 0 0 7·HRT2 )·[TAN ]+ 0 2 45。上述模型可说明在单因素作用时 ,氨氮去除速率与水温线性正相关 ,与总氨氮浓度为零级、一级反应关系 ,与水力停留时间呈双曲线相关。一定的水温、氨氮负荷条件下 ,存在使氨氮去除速率最大的水力停留时间 。

抛光液组成对LiNbO_3 CMP去除速率的影响

影响LiNbO3化学机械抛光速率的因素很多,如抛光液组成、抛光垫质量、抛光工艺参数等。主要研究了抛光液对去除速率的影响,采用磨料+碱+活性剂的配方,首先分析了抛光液各成分对去除速率的影响机理,然后结合各因素的部分相关实验,从机械、化学角度分析其性质特点,对LiNbO3晶片的去除速率进行了研究。结果表明,在保证获得较好抛光表面的前提下,采用的磨料质量分数越高越好,但活性剂体积分数不宜过高,溶液pH值采用无机碱进行调节,即可获得较高的去除速率。

4种沉水植物对再生水中氮磷的去除速率和耐受范围

【目的】研究4种沉水植物对再生水中氮、磷的去除速率和耐受范围，为以再生水作为补水的景观水体沉水植物的选择提供依据。【方法】以野外选取的伊乐藻（Elodea canadensis）、罗氏轮叶黑藻（Hydrilla verticillata）、菹草（Potamogeton crispus）和金鱼藻（Ceratophyllum demersum）4种沉水植物作为供试材料，设置含不同质量浓度TN和TP的再生水，测定有这4种沉水植物的再生水体中TN和TP质量浓度的变化，构建TN和TP质量浓度与培养时间的回归方程，并在回归方程的基础上，研究了4种沉水植物对再生水中的氮、磷的去除规律。【结果】在有4种沉水植物的再生水体中，TN和TP质量浓度均随着培养时间的延长呈负指数衰减变化，变化规律符合动力学方程y=ae-bt，其中y为TN或TP质量浓度，t为培养时间，a、b为反映植物净化能力的系数。a和b值不仅与沉水植物种类有关，而且与TN和TP初始质量浓度相关。罗氏轮叶黑藻对TN的去除能力最强，金鱼藻最低；伊乐藻对TP的去除能力最强，金鱼藻最小。菹草对氮素的耐受范围较宽，金鱼藻最窄；伊乐藻对磷素的耐受范围最宽，金鱼藻较窄。【结论】当再生水体中TN初始质量浓度为5~15 mg/L、TP初始质量浓度为0.5~1.5 mg/L时，罗氏轮叶黑藻和伊乐藻对氮磷营养盐的去除速率较高，可作为维持和改善再生水景观水体水质的先锋植物。

TSV阻挡层碱性抛光液对Ti/Cu去除速率的影响

在硅通孔(through silicon via,TSV)的铜互连技术中,对于阻挡层的抛光,Ti和Cu去除速率非常重要。实验中采用的阻挡层材料为Ti,主要研究了pH值和氧化剂(H2O2)对Ti和Cu去除速率的影响。得到的实验结果表明pH值为10时,Ti的去除速率较高,Cu的去除速率很低;加入体积分数30%的氧化剂时,Ti的去除速率最高,Cu的去除速率较低。在pH值为10、加入氧化剂的体积分数为30%的条件下,对TSV阻挡层的修正能力为100～130 nm/min。可知,pH值和氧化剂对Ti/Cu的化学机械抛光(CMP)有很大的影响。

固结磨料抛光垫作用下的材料去除速率模型

在对研磨抛光过程作出适当简化的基础上,推导出了固结磨料研具研磨抛光工件的去除速率模型,并进行了数值模拟。结果表明:固结磨料研磨加工时的去除速率不仅与工件的材质有关,还与固结磨料研磨盘的结构与加工参数相关;去除速率与相对速度V成正比,与压力的3/2次方成正比,与磨料直径成反比,并随着凸起间距的增加而下降。

FA/O精抛液组分对Cu/Ta CMP去除速率的影响

研究了精抛液中各组分对Cu/Ta去除速率的影响。在分别考察磨料质量分数、Ⅱ型螯合剂、活性剂和双氧水等各组分对Cu/Ta去除速率的影响后,研发了磨料质量分数为2%,Ⅱ型螯合剂体积分数为0.35%,活性剂体积分数为2%,H2O2体积分数为2%的FA/O精抛液。并在MIT854布线片上进行了精抛测试。结果显示,精抛12 s之后,100-100线条处高低差从精抛前的76.7 nm降低为63.2 nm,而50-50线条处高低差从精抛前的61.3 nm降低为59.8 nm。并且,经过FA/O精抛液精抛后粗抛后产生的尖峰也有所减小,台阶趋于平坦。精抛后,100-100和50-50处的高低差均小于70 nm,能够达到产业化指标。

偏心距在偏心抛光中对去除速率均匀性的影响

从相对运动的角度出发,首先分析了在固结磨料抛光中工具与工件的相对运动轨迹。而后从纯机械去除的角度出发,利用有限元的思想,建立了工件去除速率的数学模型,并分析了偏心距对工件去除速率均匀性的影响规律。结果表明:在偏心距一定时,如果工件外圈有一部分和抛光垫内圈或者外圈相交,那么工件的去除速率沿半径方向的变化为:先增大后急剧减小;如果全部工件完全与抛光垫接触,那么工件的去除速率沿半径方向的变化趋势为不断增大,而且先增大较快,后趋于平缓。在偏心距变化时,当工件完全位于抛光垫上时,随着偏心距的增大,工件上各个半径处的去除速率有明显增大的趋势。

CP4研抛晶片时非均匀性和材料去除速率研究

建立了CP4研抛晶片时,晶片上任一点相对于研抛盘的运动方程。通过对其运动轨迹的分析,建立了工件材料研抛非均匀系数的函数模型和相对研抛材料去除速率的函数模型。运用Matlab软件,模拟分析了各个参数变化对研抛非均匀系数和相对研抛效率的影响。结果表明:对材料去除效率影响最大的参数是偏心距e的大小,其次是从动系数λ1;对晶片非均匀性影响最大参数是从动系数λ1,其次是偏心距e;当λ1=1,λ2>0.3,e取工艺允许的最大值时,工件研抛的均匀性最好。

磨料粒径对铝栅CMP去除速率和粗糙度的影响

在铝栅化学机械平坦化(CMP)中磨料直接影响去除速率和表面粗糙度。采用不同粒径的磨料配置抛光液对铝栅进行CMP实验,对去除速率和表面形貌测试结果进行分析。结果表明,去除速率与参与抛光的磨料颗粒数目和单个颗粒去除速率有关,表面粗糙度与单个磨料颗粒机械作用和抛光后磨料颗粒表面吸附有关,并对抛光液稳定性进行了研究。最终选用粒径70 nm,质量分数为5%的磨料,去除速率可达到181 nm/min,表面粗糙度为9.1 nm,对今后铝栅CMP的研究提供了参考。

水葫芦对五种重金属离子的去除速率与富集机制研究

通过静态模拟实验 ,采用火焰原子吸收分光光度法测定了水葫芦对Cu2 + 、Pb2 + 、Cd2 + 、Zn2 + 、Fe3 + 等离子的短期个别去除速率、复合去除速率及水葫芦根茎叶的富集量 ,结合耐受性实验 ,对其富集机制进行了探讨。水葫芦的累积去除率 ,头两天为 :Pb >Cu >Zn≈Cd >Fe ,以后为 :Pb≈Fe >Cu >Zn >Cd ;耐受性则大致为 :Zn >Cd >Fe >Pb >Cu。表明水葫芦在快速高效去除低浓度含铅废水、治理含镉废水和作为铜污染的指示性植物等方面有良好的应用前景。

微生物量对印染废水中的基质去除速率的影响

基于Monod方程,引入微生物量函数,建立了考虑微生物量作用的基质去除速率方程,并利用基质去除的零级反应速率求解有关参数.活性污泥好氧处理印染废水时,所需要的微生物量与反应时间密切相关,当HRT为24h,MLSS为2.2g·L-1,基质去除率为83%;而当HRT为12h,要达到相同的基质去除率,MLSS须维持在4.0g·L-1.当MLSS≤2.5g·L-1,基质去除速率与微生物量成正比;当MLSS为4.0g·L-1,基质去除速率约为最大值的86.2%,而且MLSS≥4.0g·L-1,基质去除速率随MLSS的变化不明显.所建立的基质去除速率方程能够较好地反映微生物量对基质去除速率的影响.

温度对ULSI硅衬底化学机械抛光去除速率及动力学的控制

对材料表面化学机械高精密加工的动力学过程及控制过程进行了深入研究.根据大量实验总结出了CMP的七个动力学过程,在ULSI衬底单晶硅片的CMP研究过程中,确定了在相同机械作用条件下由温度引起的化学过程为CMP控制过程,对影响化学反应的关键因素进行了有效的优化,实现了多材料CMP速率的突破性提高.

水葫芦对Zn^(2+)、Cd^(2+)和Fe^(3+)的去除速率

通过静态水培实验和原子吸收分光光度法的测定,发现水葫芦对个别重金属离子累积去除率头两天为Zn≈Cd>Fe,以后为Fe>Zn>Cd;5天中,Cd2+在水葫芦老黄茎叶中的积累量增长了130 0倍;在混合离子培养液中,Zn2+的去除速率明显下降,而Cd2+和Fe3+变化不明显。表明水葫芦在治理含镉废水方面有良好的应用前景。