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硬脆材料的化学机械抛光机理研究

2 5 6 — 2 5 8 . )
[ 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 ) :
m a t e i r a l r e m o v a l i n c h e mi c l— a me c h a n i c l a p o l i s h i n g ( C MP) [ Cj . I E E E
T r a n s a c t i o n s o nS e mi c o n d u c t o r Ma n u f a c t u r i n g 。 2 0 0 1 ( 1 4 ) : 4 0 41 7 .
散性提高而增大。文献 提 出, 碱性抛光液 中含有大量的一 O H离
me c h a n i c a l p o l i s h i n g l J ] . C h e mi c a l I n d u s t I y a n d E n g i n e e r i n g P r o c e s s , 2 0 0 8
( 1 ) : 2 6 — 3 0 . )
[ 3 ] E v a n s C J , P a u l E , D o r n f e l d D . M a t e i r a l r e m o v a l m e c h a n i s m s i n l a p p i n g a n d p o l i s h i n g[ J ] . C I R P A n n a l s — M a n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y , 2 0 0 3 ( 2 ) :
键 ,若所有 的 s i — s i 键被 S i — O H键代替便形成了可溶性硅酸盐 , [ 4 ] F u G . , C h a n d r a , A, G u h a , S . , S u b h a s h , G . . A p l a s t i c i t y _ b a s e d m o d e l o f
高p H值的抛光液并不一定会加速材料去除率 ,抛光液 p H值 的 效果 取决 于所用抛光液 的类型 , 温度升高 , 抛光 垫纤维 的动态剪 切模 量减小 , 进而影响抛光垫的性 能 , 动态剪切模量 减小使工 件 和抛光垫接触深度增加 , 进而接触更多的抛光液磨粒。

计与制造 , 2 0 1 0 ( 1 1 ) : 2 5 6 — 2 5 8 .
O H离子能够削弱 S i — C键 , 高的p H值提高 了一 O H离子 的
浓度从而加快化学反应速度 。 抛光液的 p H值随着温度 的升高而 降低 , 这是因为从碳酸 H C O 中电离 出来的 H 擞 量不断增加 , 进 而影 响抛光液 的 p H值。一般情况下 , 料去除率随着抛光 液的分
61 1 — 6 3 3 .
子, 一 O H离子破坏 s i — s i 键形成 S i — O H, 每个 s i 原子有 四个 s i — s i
但是如果某个原子的 S i — s i 键中有一个以上没有被破坏那么就不 会形 成可溶性 硅酸盐 , 而是在 表面形成一层氧化膜 , 进而作用将表 面一层材料去除。
[ 5 ]K w o n D, Ki m H, J e o n g I 4 . He a t a n d i t s e f f e c t s t o c h e mi c a l me c h a n i c a l
T r o g o l o 和R a j a n 持有另外一种看法 : 硅在抛光液 中溶解生成 s i 参考文 献
1 ] 黄传锦 , 周海 , 陈西府. 化学机械抛光 的理论模型研究综述 I J 1 . 机械设 ( O H) d b , S i ( O H) 在高 p H值的抛光液中溶解。实验结果表 明: 过 [
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