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氧化铈浆料中无机电解质的加入对ZF7玻璃抛光材料去除速率的显著促进作用

危亮华

   抛光粒子的微结构控制合成及抛光浆料的调配是化学机械抛光(CMP)领域的研究热点,其技术突破直接促进到超大规模集成电路和许多高精度光学器械的发展。本论文采用不同类型的无机电解质来调配氧化铈抛光浆料,评价其对ZF7玻璃抛光的材料去除速率(MRR)和表面质量(Ra),以及与浆料中粒子表面ZETA电位、粒度分布、悬浮稳定性之间的关系。确定了一些能有效提高ZF7玻璃抛光去除速率的方法,并讨论了产生促进作用的原因。 实验结果证明:氯化钠的加入将使氧化铈浆料对ZF7玻璃抛光的MRR下降,而六偏磷酸钠则可使MRR值得到有效提高;当同时添加氯化钠和六偏磷酸钠,MRR值可以在六偏磷酸钠促进作用的基础上得到进一步增加,表现出明显的协同增强作用。用原子力显微镜(AFM)测定了最大MRR值(351.26nm/min)时被抛光玻璃的表面粗糙度R_a为0.799nm,完全可以满足高质量玻璃抛光的要求。与未加添加剂时的MRR值199.36 nm/min和R_a值0.754nm相比,前者提高了76.2%,后者仅增加5.6%。观察到MRR值与粒子表面ZETA电位值之间的线性关系,证明可以通过合理构筑粒子表面双电层来提高表面电性,进而提高抛光效果。其他1:1型电解质如:氯化铵、硝酸钠、硝酸铵也都表现出类似的规律。 铈盐的添加可以达到成倍提高抛光MRR的效果,但与抛光时浆料pH值有着密切关系。当浆料pH值维持在4~4.5范围内,铈盐的添加可以在维持玻璃表面较好质量的前提下达到大幅提高MRR的效果,具有一定的工业应用价值。硝酸锌与硝酸铝的添加也可以一定程度提高MRR,且不论从提高幅度或是添加浓度变化都表现出相似之处。……   
[关键词]:氧化铈浆料;化学机械抛光;ZF7玻璃;无机电解质;材料去除速率
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南昌大学2008年
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