一种基于非晶层粘性流动的机械化学抛光模型

通过分析单个微纳米磨粒滑动接触的分子动力学模拟的研究结果,提出了在典型的机械化学抛光(CMP)过程中芯片表面材料的去除应为表面非晶层物质粘性流动所致的新观点。基于这种机理,应用微观接触力学和磨粒粒度分布理论建立了一种新的表征CMP过程材料去除速率的数学模型。模型中引入了一个表征单个磨粒去除芯片表面非晶层能力的比例系数k,k综合反映了磨粒的机械作用、抛光液对芯片表面的化学作用和芯片的材料特性。通过实验验证发现该模型的理论预测值与实验测定值十分吻合。

一种新型的机械化学抛光模型

分析了机械化学抛光(CMP)过程中氧化剂与磨粒的化学机械协同作用机理,将CMP过程分为化学作用主导阶段和机械作用主导阶段.应用微观接触力学和颗粒粒度分布理论,对这两个阶段分别建立了表征芯片表面材料去除率的数学模型,根据这两个阶段的平衡点推出了表征芯片表面氧化膜生成速度的数学表达式.模型综合考虑了机械和化学作用因素、磨粒的浓度、磨粒的粒度分布特性及磨粒/芯片/抛光盘的材料特性参数对CMP过程的影响,并通过图表分析了磨粒体积浓度、磨粒平均粒径粒度、磨粒粒度分布宽度以及氧化剂浓度对CMP过程芯片表面材料去除率的影响规律.

机械化学抛光中晶圆材料切削率和非均匀性有限元模型(英文)

提出了一个机械化学抛光中晶圆材料非均匀性的有限元模型.通过分析压力、摩擦力、抛光垫和承载膜的可压缩性对晶圆的应力分布的影响,研究了抛光过程中晶圆厚度的不均匀性.结果证明非均匀剪应力是晶圆厚度变化的一个主要原因这个模型也建立了声发射信号的变化和晶圆厚度不均匀性的关系.通过对晶圆材料切削率的声发射信号监测,证明了实验结果和模型预测值的一致性.

CdSe探测器晶片化学机械抛光工艺研究

采用相同温度、刚玉粉、抛光时间和不同方式配制成抛光液,对4组CdSe晶片进行抛光。研究结果表明,采用化学机械抛光能较大地提高晶片的抛光质量。通过用不同pH值的抛光液对CdSe晶片进行抛光,发现用NaOH将抛光液pH值调整为8的一组CdSe晶片,获得了最好的抛光效果,电阻率较高,达到3.2×108Ω.cm以上,适合CdSe探测器制备。

CMP过程中抛光盘作用外力的影响因素分析

根据芯片/磨粒/抛光盘三体接触当量梁的弯曲假设,建立了更加准确合理的抛光盘作用在磨粒上的外力的理论模型,并通过实例对前人的模型和新模型进行对比。最后借用已有分子动力学模拟结果对理论模型进行验证。结果表明作用在单个磨粒上的外力与磨粒的直径、磨粒的浓度、抛光盘的弹性模量有关,理论计算值与分子动力学模拟结果基本一致。

CMP材料去除机制的研究进展

CMP已成为IC制造中的关键工艺之一,其材料去除机制及理论模型的研究已经成为当前CMP研究的热点。综述基于流体润滑、磨粒磨损、化学作用、原子/分子去除等不同机制的集成电路芯片化学机械抛光(CMP)材料去除率的理论模型的研究现状和进展,分析和比较基于不同假设的理论模型,展望CMP材料去除机制研究的未来发展方向。CMP理论真正应用于实际生产指导,许多影响因素的定量研究还要细化,抛光盘的黏弹性和抛光液的流体动力学性能对CMP过程的影响还需深入研究。

CMP过程磨粒压入芯片表面深度的影响因素分析

根据芯片/磨粒/抛光盘三体接触当量梁的弯曲假设,建立了更加准确合理的CMP过程磨粒压入芯片表面深度的理论模型。新模型包含了更加丰富的信息,包括磨粒的直径、磨粒的浓度、磨粒的密度、抛光盘的弹性模量、芯片的表面硬度,特别是磨粒的浓度和密度的影响,在前人的模型中往往被忽视。最后对理论模型进行了试验验证,结果表明,理论预测规律与试验结果基本一致。

CMP过程芯片表面氧化膜生成速度影响因素的分析

根据理论和试验分析,将机械化学抛光(CMP)过程分成两个阶段:化学作用主导阶段和机械作用主导阶段,并从机械作用角度导出CMP过程两个阶段芯片表面材料去除率的数学模型,模型全面地考虑了抛光盘特性参数(弹性模量、硬度、表面粗糙度峰的尺寸分布)、CMP工作参数(压力和抛光速度)、抛光液中磨粒的机械作用和氧化剂种类、氧化剂浓度等化学作用的影响。然后根据这两个阶段的平衡点导出定量描述芯片表面氧化膜生成速度的数学模型。详细分析机械作用因素(磨粒的浓度、磨粒的粒度分布特性)、化学作用因素(抛光液中氧化剂种类、浓度)以及磨粒/芯片/抛光盘的材料特性参数对芯片表面氧化膜生成速度的影响规律。该CMP过程芯片表面氧化膜生成速度定量模型的导出,对进一步深入研究CMP材料去除机理和更加准确地控制CMP过程,具有一定的指导作用。

光学元件微纳加工亚表面损伤去除特性分析

针对光学元件加工过程中产生的亚表面损伤(SSD),回顾了几种SSD表征技术以及材料去除机理,通过实验重新评价不同材料的公式可行性,分析其误差较大的原因.在此基础上,提出了修正后的材料去除公式.实验表明,修正后的材料去除率(MRR)误差波动范围大幅减小,可以通过材料去除公式严格控制加工参数,实现最大效率的SSD去除;同时,对元件表面进行分步蚀刻,利用光学显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察SSD的形貌,实验结果表明光学元件产生的SSD深度随刻蚀时间不断变化,裂纹的宽度及形状也随着刻蚀时间不断变化,分步优化腐蚀及显微镜观测的方法,不仅有效地简化了检测步骤,而且准确率高.

添加剂在特种光学元件磨抛工艺中的应用

一、引言由两种物理化学性能不同的玻璃材料构成的某些特种光学元件,其表层材料耐酸,而里层材料又不耐酸,同时,该光学元件较薄(仅0.5mm左右),因此其磨抛技术比一般光学玻璃零件的磨抛要严格。

无机材料超光滑表面的制备

随着光学、微电子、航天和激光技术的发展,在晶体或玻璃等无机材料上制备亚纳米级的超光滑无损伤表面已成为现代精密加工技术领域的重点研究课题。近年来,此项技术研究进展迅速,不仅改进了传统的抛光技术,还出现了浮法抛光、离子束加工和弹性发射加工等新技术。系统介绍了超光滑表面的检测、制备技术及其发展,并讨论了抛光过程中的机械化学作用机理。

碲镉汞焦平面器件背面减薄技术

采用机械抛光和机械化学抛光的方法进行碲镉汞焦平面器件的碲锌镉衬底背面减薄,最后利用专用腐蚀液腐蚀的方法将碲锌镉衬底全部去除,碲镉汞完全露出;器件测试结果表明减薄后的MW1280×1024器件经受高低温循环冲击的可靠性显著提高。

钒及钒基合金金相试样的制备方法

介绍了一种钒及钒基合金金相试样的常规制样方法,即试样的机械磨光,机械化学抛光,化学侵蚀等技术和经验。

表面处理对Au-CdZnTe电极接触性能的影响

碲锌镉(CdZnTe)是制备X射线、γ射线探测器的一种理想半导体材料。CdZnTe欧姆接触电极是制备CdZnTe核辐射探测器的关键技术之一。表面加工状态是影响欧姆接触性能的重要因素,文中研究了4种表面处理工艺对Au-CdZnTe电极接触性能的影响。研究发现对晶片表面进行溴甲醇腐蚀处理和机械化学抛光均有助于提升Au-CdZnTe电极欧姆接触性能。对晶片进行机械化学抛光后再进行溴甲醇腐蚀处理,使用这种晶片所制备的电极具有更加优良的综合电学性能。

碲锌镉晶体表面磨抛方法研究

碲锌镉是一种性能优异的Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体材料。随锌含量不同,其禁带宽度可连续调节,是用于制备红外探测器的碲镉汞材料的优良衬底。介绍了多种碲锌镉晶体的磨抛方法,包括手工研磨、机械抛光、化学抛光和机械化学抛光。借助多种表征技术和改良手段,碲锌镉晶体的表面加工取得了显著进步。

InAs/GaSbⅡ类超晶格长波红外探测器背面减薄技术研究

在长波红外波段,InAs/GaSbⅡ类超晶格材料具有比碲镉汞材料更优越的性能,因此得到了广泛研究。对InAs/GaSbⅡ类超晶格红外探测器芯片的背面减薄技术开展了一系列试验。针对<100>GaSb单晶片进行了单点金刚石机床精密加工、机械化学抛光和化学抛光方法研究,并去除了加工损伤。InAs/GaSbⅡ类超晶格红外器件的流片结果表明,长波探测器组件获得了较好的红外成像图片,提高了InAs/GaSbⅡ类超晶格长波红外探测器芯片的研制水平。

纳米集成电路中镍基CMP工艺(英文)

机械化学抛光(CMP)工艺普遍应用于纳/微机械制造中,特别是复杂的层状结构MEMS。鉴于镍及镍基合金具有高的沉积速率、可控的薄层应力、低的电阻和制备温度以及机械特性,本文研究了镍及镍基合金用于具有运动结构的纳/微EMS器件的可行性,重点研究了基于镍的CMP工艺,其电化学势的变化用电动势极化曲线进行了分析,镍膜层表面用XPS和SEM进行了分析,结果表明:镍的刻蚀速率随着双氧水和缓蚀剂EDTA浓度中加而增加,在双氧水浓度在1%左右时达到最大。其刻蚀过程的动态和静态的电动势极化曲线具有明显不同,XPS分析表明:无双氧水的刻蚀液薄膜表面主要是形成N iO,存在H2O2的刻蚀液薄膜表面主要是形成N i(OH)2,表面的镍所处的电化学状态是影响刻蚀行为的主要原因。