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随着先进电子技术的飞速发展,对产品加工精度和表面质量的要求越来越高。化学机械抛光(chemical mechanical polishing,简称CMP)技术几乎是迄今唯一可以提供全局平面化的表面精加工技术,可广泛用于集成电路芯片、计算机硬磁盘、微型机械系统(MEMS)、光学玻璃等表面的平整化。化学机械抛光液是CMP中关键的要素,而磨粒是化学机械抛光液中关键成分之一,其性能直接影响抛光后材料的表面质量。
超细氧化铝是CMP常用磨粒,由于其易团聚及硬度大,抛光过程中易引起划痕,为此用化学接枝改性方法对超细氧化铝进行了表面改性,使丙烯酰胺在硅烷偶联剂处理后.Al<,2>O<,3>表面引发接枝,以形成聚丙烯酰胺为壳,Al<,2>O<,3>为核的复合磨粒。
在超细Al<,2>O<,3>表面的接枝聚合反应实验中,研究了不同的投料方式、反应时间、引发剂浓度、单体浓度、反应温度等因素对接枝率和复合粒子粒径的影响。FT-IR、XPS、TOF-SIMS分析表明,聚丙烯酰胺已经成功地以化学键形式接枝到了Al<,2>O<,3>粒子表面上。通过SEM、自然沉降和离心沉降发现,改性后的超细氧化铝分散性明显提高。
进而,研究了氧化铝/聚丙烯酰胺复合磨粒抛光液对数字光盘玻璃基片的化学机械抛光特性。测量了玻璃基片在不同抛光条件下的表面粗糙度和材料去除量,详细分析了抛光压力、抛光盘转速、抛光时间、磨料种类等几个因素对抛光表面粗糙度和材料去除量的影响规律。最后,对其CMP机理进行了分析推断。