A向蓝宝石晶片化学机械抛光液组分优化及其抛光工艺研究
发布时间：2021-06-20 11:38
A向（1120）蓝宝石具有硬度高（莫氏硬度为9）、熔点高（2040℃）、透光性好、电绝缘性优良和化学性能稳定等特点,已作为重要的光学材料广泛应用于军工、航空航天、红外窗口等领域的光学元件。由于蓝宝石晶片的表面质量对光学元件的性能有着重要影响,因此在对其加工表面质量提出了极高要求。化学机械抛光（CMP）作为实现全局平坦化的超精密加工技术,可以获得超光滑无损伤的晶片表面,已广泛应用于晶片表面的光整加工。因此,为了获得较高材料去除率（MRR）和较好表面质量的A向蓝宝石晶片,本文采用CMP对A向蓝宝石晶片进行超精密加工,研究了抛光液组分和抛光工艺参数对A向蓝宝石晶片抛光效果的影响,分析了其在CMP抛光过程中的材料去除机理。具体研究内容和主要结论如下:（1）首先,分别采用a-Al2O3、SiO2和CeO2作为抛光液中的磨粒,探讨a-Al2O3、SiO2和CeO2磨粒对抛光效率的影响,试验结果表明:采用SiO2
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蓝宝石单晶结构图
光（CMP）技术是近几十年来发展起来的一种将化学效面超精密加工技术，其与机械化学抛光（CMP）存在一化学能来促进工件表面发生化学反应[44]；而机械化学抛发生固相化学反应[45]，二者最终生成的产物都是因磨粒生的摩擦力去除[46]。光(CMP)是一种常用的超精密加工技术，用于对诸如衬件等抛光样件的平坦化抛光。传统的 CMP 表面加工工安装在抛光机上，并将该抛光元件与安装在 CMP 装备触。抛光机上的加载装置使抛光垫与抛光元件间受到某，抛光液介质被分配到抛光垫上，并被下抛光盘带到晶片光片需要有一个相对转速。化学机械抛光原理为：被抛程中直接发生化学反应，生成硬度较低化学反应层，工料粒子和抛光垫的摩擦作用下反复研磨，磨粒滚动或滑动义上的分子原子级的表面超精密加工，其中化学机械抛
（b）同深度槽的 IC1000 抛光垫[66]（a）从中心到边缘槽深为(（b）槽深为 15×0.0254 mm氧化铝磨料和胶体二氧化硅磨料基浆料研究蓝宝石成功地获得了高定义的原子台面-台阶结构。并确在原子台阶的边缘，以及化学机械的材料去除规则此外，Shi X 等还发现硬质抛光垫能比软质抛光垫的刮痕。]研究观察了在不同下压力、抛光盘转度、磨粒粒径型抛光垫时蓝宝石晶圆基底去除量的变化。采用回RR）方程改进为每 30 分钟所去除材料的高度（MR的误差补偿参数 Crv。实验分析结果表明，在一定料去除量越大。一般来说，槽型抛光垫的材料去除对于磨粒尺寸与浆液浓度的关系，粒度越小，浆液量越多。因此，可以获得更好的材料去除深度。通
【参考文献】：
期刊论文
[1]抛光液pH值、温度和浓度对蓝宝石抛光效率的影响[J]. 董双阳,颜志强,刘祖耀,冉红锋,张俭,屠锡富,黄勇,杨春光. 表面技术. 2017(05)
[2]单晶碳化硅和蓝宝石基片化学机械抛光的表面反应层形成机制的研究进展[J]. 甘阳,张飞虎. 科学通报. 2016(36)
[3]高空高速环境热光学分析及光学窗口设计[J]. 范达,明星,刘昕悦,王国名,郭文记,黄旻,董登峰. 红外与激光工程. 2016(08)
[4]蓝宝石晶片加工中的技术关键和对策[J]. 张保国,刘玉岭. 人工晶体学报. 2016(04)
[5]Effect of polishing parameters on abrasive free chemical mechanical planarization of semi-polar（1122） aluminum nitride surface[J]. Khushnuma Asghar,D.Das. Journal of Semiconductors. 2016(03)
[6]蓝宝石晶体的热学性能研究[J]. 施纯俊,张连翰,洪佳琪,张方方,潘世烈,杭寅. 人工晶体学报. 2015(10)
[7]络合剂对蓝宝石晶片化学机械抛光的影响[J]. 熊伟,白林山,储向峰,董永平,陈均,毕磊,叶明富. 机械科学与技术. 2014(07)
[8]掺钛蓝宝石晶体热学性质研究(英文)[J]. 徐民,司继良,张小翠,齐红基,陈建玉. 人工晶体学报. 2014(05)
[9]不同磨料对蓝宝石晶片化学机械抛光的影响研究[J]. 熊伟,储向峰,董永平,毕磊,叶明富,孙文起. 人工晶体学报. 2013(06)
[10]我国蓝宝石晶体生长技术的现状与发展趋势[J]. 李留臣,冯金生. 人工晶体学报. 2012(S1)
博士论文
[1]辐照/压痕载荷/表面图形化条件下蓝宝石单晶性能研究[D]. 柯瑞.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]蓝宝石生长方法和晶向对晶体质量与性能影响规律研究[D]. 吕汉雄.哈尔滨工业大学 2017
[2]线锯切割光电材料的锯切力及锯切质量的试验研究[D]. 李茜茜.华侨大学 2017
[3]导模法生长蓝宝石晶体工艺及性能研究[D]. 吴小凤.南京航空航天大学 2015
[4]单晶蓝宝石基片固结磨料机械化学抛光技术[D]. 臧江龙.大连理工大学 2013
[5]超精密磨削蓝宝石基片的软磨料砂轮磨削性能[D]. 程国良.大连理工大学 2008
[6]单晶蓝宝石基片精密研磨工艺研究[D]. 王军.大连理工大学 2008
本文编号：3239121
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
蓝宝石单晶结构图
光（CMP）技术是近几十年来发展起来的一种将化学效面超精密加工技术，其与机械化学抛光（CMP）存在一化学能来促进工件表面发生化学反应[44]；而机械化学抛发生固相化学反应[45]，二者最终生成的产物都是因磨粒生的摩擦力去除[46]。光(CMP)是一种常用的超精密加工技术，用于对诸如衬件等抛光样件的平坦化抛光。传统的 CMP 表面加工工安装在抛光机上，并将该抛光元件与安装在 CMP 装备触。抛光机上的加载装置使抛光垫与抛光元件间受到某，抛光液介质被分配到抛光垫上，并被下抛光盘带到晶片光片需要有一个相对转速。化学机械抛光原理为：被抛程中直接发生化学反应，生成硬度较低化学反应层，工料粒子和抛光垫的摩擦作用下反复研磨，磨粒滚动或滑动义上的分子原子级的表面超精密加工，其中化学机械抛
（b）同深度槽的 IC1000 抛光垫[66]（a）从中心到边缘槽深为(（b）槽深为 15×0.0254 mm氧化铝磨料和胶体二氧化硅磨料基浆料研究蓝宝石成功地获得了高定义的原子台面-台阶结构。并确在原子台阶的边缘，以及化学机械的材料去除规则此外，Shi X 等还发现硬质抛光垫能比软质抛光垫的刮痕。]研究观察了在不同下压力、抛光盘转度、磨粒粒径型抛光垫时蓝宝石晶圆基底去除量的变化。采用回RR）方程改进为每 30 分钟所去除材料的高度（MR的误差补偿参数 Crv。实验分析结果表明，在一定料去除量越大。一般来说，槽型抛光垫的材料去除对于磨粒尺寸与浆液浓度的关系，粒度越小，浆液量越多。因此，可以获得更好的材料去除深度。通
【参考文献】：
期刊论文
[1]抛光液pH值、温度和浓度对蓝宝石抛光效率的影响[J]. 董双阳,颜志强,刘祖耀,冉红锋,张俭,屠锡富,黄勇,杨春光. 表面技术. 2017(05)
[2]单晶碳化硅和蓝宝石基片化学机械抛光的表面反应层形成机制的研究进展[J]. 甘阳,张飞虎. 科学通报. 2016(36)
[3]高空高速环境热光学分析及光学窗口设计[J]. 范达,明星,刘昕悦,王国名,郭文记,黄旻,董登峰. 红外与激光工程. 2016(08)
[4]蓝宝石晶片加工中的技术关键和对策[J]. 张保国,刘玉岭. 人工晶体学报. 2016(04)
[5]Effect of polishing parameters on abrasive free chemical mechanical planarization of semi-polar（1122） aluminum nitride surface[J]. Khushnuma Asghar,D.Das. Journal of Semiconductors. 2016(03)
[6]蓝宝石晶体的热学性能研究[J]. 施纯俊,张连翰,洪佳琪,张方方,潘世烈,杭寅. 人工晶体学报. 2015(10)
[7]络合剂对蓝宝石晶片化学机械抛光的影响[J]. 熊伟,白林山,储向峰,董永平,陈均,毕磊,叶明富. 机械科学与技术. 2014(07)
[8]掺钛蓝宝石晶体热学性质研究(英文)[J]. 徐民,司继良,张小翠,齐红基,陈建玉. 人工晶体学报. 2014(05)
[9]不同磨料对蓝宝石晶片化学机械抛光的影响研究[J]. 熊伟,储向峰,董永平,毕磊,叶明富,孙文起. 人工晶体学报. 2013(06)
[10]我国蓝宝石晶体生长技术的现状与发展趋势[J]. 李留臣,冯金生. 人工晶体学报. 2012(S1)
博士论文
[1]辐照/压痕载荷/表面图形化条件下蓝宝石单晶性能研究[D]. 柯瑞.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]蓝宝石生长方法和晶向对晶体质量与性能影响规律研究[D]. 吕汉雄.哈尔滨工业大学 2017
[2]线锯切割光电材料的锯切力及锯切质量的试验研究[D]. 李茜茜.华侨大学 2017
[3]导模法生长蓝宝石晶体工艺及性能研究[D]. 吴小凤.南京航空航天大学 2015
[4]单晶蓝宝石基片固结磨料机械化学抛光技术[D]. 臧江龙.大连理工大学 2013
[5]超精密磨削蓝宝石基片的软磨料砂轮磨削性能[D]. 程国良.大连理工大学 2008
[6]单晶蓝宝石基片精密研磨工艺研究[D]. 王军.大连理工大学 2008
本文编号：3239121
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3239121.html
教材专著
