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不同磨料对蓝宝石晶片化学机械抛光的影响研究

本文制备了几种含不同磨料(SiC、Al2O3不同粒径SiO2)的抛光液,通过纳米粒度仪分析磨料粒径分布,采用原子力显微镜观察磨料的粒径大小.研究了不同磨料对蓝宝石晶片化学机械抛光(CMP)的影响,利用原子力显微镜检测抛光前后蓝宝石晶片表面粗糙度.实验结果表明,在相同的条件下,采用SiC、Al2O3作为磨料时,材料去除速率与表面粗糙度均不理想；而采用含1％粒径为110 nm SiO2的抛光液,材料的去除速率最高为41.6 nm/min,表面粗糙度Ra=2.3 nm；采用含1％粒径为80 nm SiO2的抛光液,材料的去除速率为36.5 nm/min,表面粗糙度最低Ra=1.2 nm.

关键词: 蓝宝石 , 化学机械抛光 , 去除速率 , 表面粗糙度 , 磨料

不同压力条件下熔融硅除磷的效果及机理

张聪 , 谭毅 , 王强 , 顾正 , 徐强 , 董伟

机械工程材料

采用钨丝网发热体对工业硅进行高温熔炼，通过在真空条件和低压条件下的对比试验，研究了不同压力条件对磷去除效果的影响。结果表明：在1×10^-3～2×10^-2Pa的真空条件下熔炼时，磷含量随熔炼时间的延长而降低并在熔炼前期下降迅速；磷的去除反应为一阶反应式，活化能为102kJ·mol^-，随熔炼温度的升高去除速率加快，2．7ks时去除率超过80％；在2～6Pa的低压条件下熔炼时，磷的去除反应也可以用一阶反应式表示，但磷的去除速率受温度影响不明显，去除速率常数受环境压力影响比真空条件下的低；不同压力条件下熔炼时磷去除速率的控制步骤不同。

关键词: 太阳能级硅 , 真空熔炼 , 除磷 , 去除速率

铝栅化学机械抛光工艺

冯翠月 , 张文倩 , 刘玉岭

电镀与涂饰

探讨了抛光液组成和机械抛光工艺参数(包括抛光压力、转速、抛光液流速和抛光时间)对铝栅化学机械抛光过程中铝的去除速率的影响,确定抛光液的组成为:氧化剂H2O2 1.0％(体积分数,下同),螯合剂FA/O Ⅱ 0.4％,非离子表面活性剂FA/O Ⅰ 2.0％,纳米硅溶胶磨料12％,pH 10.粗抛工艺参数为:抛光压力3.0 psi,转速50 r/min,抛光液流速250 mL/min,抛光时间240 s.精抛工艺参数为:抛光压力2.0 psi,转速45 r/min,抛光液流速150 mL/min,抛光时间240 s.粗抛时铝的去除速率为330 nm/min,精抛时铝的去除速率为210 nm/min.通过2种抛光工艺相结合,铝栅表面粗糙度可达13.26 nm.

关键词: 铝栅 , 化学机械抛光 , 配方 , 磨料 , 去除速率 , 表面粗糙度

碱性Cu布线抛光液速率特性及平坦化性能的研究

唐心亮 , 刘玉岭 , 王辰伟 , 牛新环 , 高宝红

功能材料

Cu的双大马士革工艺加上化学机械平坦化（CMP）技术是目前制备Cu布线行之有效的方法。CuCMP制程中，抛光液起着至关重要的作用，针对目前国际主流酸性抛光液存在的问题和Cu及其氧化物与氢氧化物不溶于水的难题，研发了多羟多胺碱性Cu布线抛光液，研究了此抛光液随压力、转速及流量变化的特性，同时也研究了其对布线片的平坦化能力。结果表明，抛光液对Cu的去除速率随压力的增大而显著增大，随转速及流量的增加，Cu的去除速率增大缓慢。显著性依次为压力》转速〉流量。通过对Cu布线抛光实验表明，此抛光液能够实现多种尺寸Cu线条的平坦化。说明研发的碱性抛光液能够实现Cu布线抛光后产物可溶，且不含抑制剂等，能够实现布线片的平坦化。

关键词: Cu布线化学机械平坦化 , 碱性 , 速率 , 高低差

基于赫兹理论的弹性磨具磨抛M300钢表面参数模型研究

吴晓君 , 刘睿平 , 于兴展 , 武倩

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.06.021

目的：由于弹性磨具与曲面接触特征的多样性,导致弹性磨具呈非常量磨损,使磨具的磨抛工况变得复杂,磨抛参数对表面精度的影响没有得到理论上的阐释,通过实验研究磨削过程的磨削参数变化规律与加工表面残留峰移除量的理论关系。方法针对M300钢高耐磨性的特点,通过对球头弹性磨具(油石)的微观接触分析,根据赫兹理论接触应力分布特点,数学推导得出在平面情况下残留峰移除率与影响磨削精度的主要参数的函数关系。结果根据磨削参数变化规律,考虑进给速度的变化,得出任一点的残留峰置的变化量为接触半径减去球头在一定位置下通过的距离,并推导出移除率Q=dh/dt=CPmατnα的预估参数值。根据最小二乘法算得当m=-3,n=-2时,C=1.55×105,移除面积与磨抛参数成正相关。结论通过磨削实验确定移除率待定参数值,从理论上确定影响磨削质量的法向压力和切应力对残留峰移除高度的影响,为曲面磨削弹性预估补偿研究提供参考。同时应适当减小弹性模量,增大法相压力及球头磨具半径,使得进给量增大,减小磨损,提高磨削效率。

关键词: 弹性磨具 , 磨抛参数 , 赫兹理论 , 残留峰分布 , 移除率

铁碳微电解处理含铬废水的试验研究

周杰 , 陈禾逸 , 魏俊 , 刘祥虎

电镀与涂饰

采用铁碳微电解法处理含铬废水,研究了废水中Cr(Ⅵ)、Cu2+和Ni2+的去除效果.结果表明,采用铁碳微电解法处理含铬废水对Cr(Ⅵ)的去除效果较好,出水Cr(Ⅵ)含量低于0.1 mg/L;但对Cu2+和Ni2+的去除效果不佳,Cu2+和Ni2+的去除率分别为10％～50％和≤30％.经铁碳微电解法处理后,废水的铁含量增大,需要通过后续处理使出水中铁和其他离子达标排放.与常规的焦亚硫酸钠还原工艺相比,铁碳微电解处理含铬废水可节省75％以上的成本.

关键词: 含铬废水 , 铁碳微电解 , 六价铬 , 去除率 , 成本

环境因子对磁性瓜环去除腐殖酸的影响及其稳定性研究

胡力云 , 姜瑛 , 李婷 , 马新杰 , 王妙鸽 , 周伟 , 刘楷楷 , 杨琴

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.24.009

采用紫外可见分光技术研究了磁性瓜环(MQ[n])对水体污染物腐殖酸(HA)的去除性能、稳定性及磁性能.考察了MQ[n]的投加量、HA的初始浓度、溶液温度、作用时间及pH值等因素对去除HA的影响.结果表明,MQ[n]对HA具有很好的去除作用,其中,MQ[n]投加量与pH值对HA的去除效果影响较大.其较优条件为MQ[n]投加量20 mg、HA初始质量浓度10 mg/L、吸附温度315 K、平衡时间360 min、pH值7.0,在此条件下,MQ[n]对HA的去除率达到98.73％.MQ[n]稳定性好,且易于磁性分离.

关键词: 磁性瓜环 , 腐殖酸 , 去除率 , 水处理材料

新型碱性阻挡层抛光液在300mm铜布线平坦化中的应用

魏文浩 , 刘玉岭 , 王辰伟 , 牛新环 , 郑伟艳 , 尹康达

功能材料

研发了一种新型碱性阻挡层抛光液,其不含通用的腐蚀抑制剂和不稳定的氧化剂（通常为H2O2）。Cu/Ta/TEOS去除速率和选择性实验结果表明,此阻挡层抛光液对Cu具有较低的去除速率,能够保护凹陷处的Cu不被去除,而对阻挡层（Ta）和保护层（TEOS）具有较高的去除速率,利于碟形坑和蚀坑的修正。在300mm铜布线CMP中应用表明,此碱性阻挡层抛光液为高选择性抛光液,能够实现Ta/TEOS/Cu的选择性抛光,对碟形坑（dishing）和蚀坑（erosion）具有较强的修正作用,有效地消除了表面的不平整性,与去除速率及选择性实验结果一致,能够用于多层铜布线阻挡层的抛光。

关键词: 碱性阻挡层抛光液 , 去除速率 , 选择性 , 碟形坑 , 蚀坑

阴极电芬顿法电极材料的选择及处理印染废水的研究

石申 , 刘正伟 , 奚吉 , 金少波 , 周宇松

兵器材料科学与工程

讨论了阴极电芬顿体系中电极材料的选择标准，并通过比较选择以钛涂钌铱电极、活性碳纤维电极作为阳极、阴极材料。利用自制的电芬顿反应器，对影响体系处理印染废水效果的各相关因素进行研究。结果表明：阴极电芬顿法处理印染废水效果良好，最佳反应条件：pH值为3，FeSO4投加量为150 mg/L，曝气量为0.1 m3/h，电压为9 V，反应时间为40 min，此时COD的去除率最高，可达到73.5％。

关键词: 阴极电芬顿法 , 钛涂钌铱电极 , 活性碳纤维电极 , 去除率 , 印染废水

多羟多胺在TSV铜膜CMP中的应用研究

王辰伟 , 刘玉岭 , 蔡婷 , 马锁辉 , 曹阳 , 高娇娇

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.24.018

对自主研发的多羟多胺络合剂(FA/O )在硅通孔技术(Through-silicon-via,TSV)化学机械平坦化(chemical mechanical planarization,CMP)进行了应用研究。结果表明,FA/O 络合剂较其它常用络合剂在碱性CMP 条件下对铜有较高的去除速率,抛光液中不加FA/O 络合剂时,铜的去除速率仅为45.0 nm/min,少量FA/O 的加入迅速提高了铜膜去除速率,当FA/O 含量为50 mL/L时,铜去除速率趋于平缓。在TSV Cu CMP中应用表明,FA/O 对铜的去除率可高达2.8μm/min,满足微电子技术进一步发展的要求。

关键词: 络合剂 , TSV , 化学机械平坦化 , 抛光速率

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