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基于LIF技术的功能陶瓷CMP加工过程研究

常敏  
【摘要】: 随着材料科学的飞速发展及光机电一体化技术的进步,各种功能陶瓷材料在电子计算机、激光、通讯、计时等领域得到了越来越广泛的应用,功能陶瓷材料的加工集成了现代机械、光学、电子、计算机、测量以及材料等先进技术,已成为国家科学技术发展水平的重要标志。由于功能陶瓷的特殊用途,兼之对电子元器件的性能要求也越来越高,对元件表面的完整性及精度提出了更严格的要求——无损伤、无变质层的超平滑表面。采用传统的机械抛光方法,已经很难达到上述要求。而化学机械平面抛光(CMP)技术是借助机械磨削和化学腐蚀的共同作用而使工件表面形成光洁平坦平面。由于该项技术广泛用于硅集成电路(Si IC)以及各种高性能和特殊用途的集成电路制造中,现已成为半导体加工行业的主导技术。 本文主要对CMP加工过程进行了研究,并对其的加工应用做了实验,实验结果证明CMP技术是先进的,是功能陶瓷材料的首选抛光方法。化学机械平面抛光是利用固相反应抛光原理的加工方法之一。软质磨料与适当的抛光液一起,在工件与磨粒接触点上,由于摩擦而产生高温高压,在极短的接触时间里产生固相反应,并由摩擦力除去反应物,实现纳米级微小单位的去除抛光。尽管工件整个去除现象的主要因素是化学和机械作用,但对各自的作用过程和相互作用程度仍缺 浙江工业大学硕士学位论文 乏系统的研究。本文主要从CMP的工艺过程以及工艺参数等方面对 CMP加工中试片下方抛光液的流动和抛光液的分布以及新老抛光液 混合情况进行了研究,并通过实际的CMP应用实例说明了CMP技术 的先进。 文章采用了理论分析与实验相结合的方法,针对C入且)过程进行了 研究,提出了采用激光激发荧光(LIF)光学测量技术而进行CMP 过程可视化研究,进而对CMP力口工过程的关键基础问题进行了研究与 探讨,以提高功能陶瓷材料的加工质量,降低加工成本和提高加工效 率。


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