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硅溶胶的有机改性及应用 被引量：9
1
作者 魏震 汪为磊 +2 位作者 刘卫丽 罗宏杰 宋志棠 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期536-539,共4页
为了提升纳米硅溶胶在硅片上SiO2薄膜的化学机械抛光(CMP)效率,用硅烷偶联剂KH550在酸性条件下对硅溶胶进行表面改性。对得到的产物进行化学机械抛光及通过粒度分析仪分析氧化硅粒径和Zeta电位变化,并通过红外光谱分析仪和原子力显微镜... 为了提升纳米硅溶胶在硅片上SiO2薄膜的化学机械抛光(CMP)效率,用硅烷偶联剂KH550在酸性条件下对硅溶胶进行表面改性。对得到的产物进行化学机械抛光及通过粒度分析仪分析氧化硅粒径和Zeta电位变化,并通过红外光谱分析仪和原子力显微镜分析氧化硅颗粒表面是否接枝上了硅烷偶联剂。结果表明,经过改性后的硅溶胶在红外测试中3400 cm-1附近和1616 cm-1附近出现了N—H的伸缩和弯曲振动峰;原子力显微镜探针离开氧化硅颗粒表面时存在粘弹性;用抛光机测得使用改性后的硅溶胶比使用未改性的硅溶胶去除速率有所提高,并在改性含量0.05%时,去除速率达到最快;改性后的硅溶胶粒子Zeta电位趋向于正向增大,且随着加入改性剂的量从0~0.1%逐渐增加,硅溶胶粒子Zeta电位向正电荷位移更加明显;对未改性的硅溶胶和加入0.05%KH550改性后的硅溶胶进行动态光散射分析,硅溶胶经过改性后粒径D25由65.3 nm增大到73.2 nm,粒径D50由79.2 nm增大到83.5 nm,粒径D99由154.1 nm减小至131.8 nm,而用静态光散射分析时,硅溶胶经过改性后粒径D10由69.0 nm变化为69.6 nm,粒径D50由99.1 nm变化为100.8 nm,粒径D99由191.2 nm变化为194 nm,可以看出D10,D50,D99基本没有发生变化。红外实验和原子力实验证明KH550成功地接枝到颗粒表面;加入改性剂KH550后,不仅改变了氧化硅表面Zeta电位,也改变了水化层;同时使小粒径胶粒的水化层变厚,大粒径的水化层变薄,使Zeta电位由负电荷变为正电荷,从而影响到在硅片上SiO2薄膜的抛光效率。 展开更多
关键词 硅溶胶 硅烷偶联剂KH550 改性 ZETA电位 粒径 化学机械抛光
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一种新型复合磨料对铜的化学机械抛光研究 被引量：8
2
作者 张磊 汪海波 +3 位作者 张泽芳 王良咏 刘卫丽 宋志棠 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期520-525,共6页
磨料是化学机械抛光(CMP)中重要的组成部分,是决定抛光平坦化的重要影响因素。采用两步法制备了新型的氧化硅包覆聚苯乙烯(PS)核壳型复合磨料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX)等对复合磨料进行了表... 磨料是化学机械抛光(CMP)中重要的组成部分,是决定抛光平坦化的重要影响因素。采用两步法制备了新型的氧化硅包覆聚苯乙烯(PS)核壳型复合磨料,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM),X射线能量色散谱(EDX)等对复合磨料进行了表征。结果表明所制备的复合磨料具有核壳结构,且表面光滑。随后复合磨料对比硅溶胶对铜化学机械抛光进行研究,采用原子力显微镜(AFM)观测表面的微观形貌,并测量了表面粗糙度。经过复合磨料抛光后的铜片粗糙度为0.58nm,抛光速率为40nm/min。硅溶胶抛光后的铜片的粗糙度是1.95nm,抛光速率是37nm/min。 展开更多
关键词 PS/SiO2 复合磨料 铜 化学机械抛光
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蓝宝石化学机械抛光液作用机制研究 被引量：6
3
作者 邢星 王良咏 +7 位作者 刘卫丽 谢华清 宋志棠 蒋莉 邵群 程继 熊世伟 刘洪涛 《上海第二工业大学学报》 2013年第3期187-196,共10页
研究了以硅溶胶为磨料的蓝宝石化学机械抛光液在抛光过程中的作用机制。表征了抛光液在单次抛光及循环抛光前后的pH值、密度、粘度、固质量分数、zeta电位、粒径分布、金属元素浓度、大颗粒数目以及二氧化硅颗粒的形貌变化等。结合抛光... 研究了以硅溶胶为磨料的蓝宝石化学机械抛光液在抛光过程中的作用机制。表征了抛光液在单次抛光及循环抛光前后的pH值、密度、粘度、固质量分数、zeta电位、粒径分布、金属元素浓度、大颗粒数目以及二氧化硅颗粒的形貌变化等。结合抛光前后离心液上清液的金属元素质量分数与沉淀物红外光谱图,发现在抛光过程中蓝宝石与二氧化硅颗粒表面发生固-固相反应,生成硬度较小的硅铝酸盐,促进蓝宝石表面的化学抛光。通过分析重复使用的抛光液对去除速率和表面质量的影响,进一步确认蓝宝石化学机械抛光液中氧化硅与氧化铝的固-固作用机制。 展开更多
关键词 化学机械抛光（CMP） 蓝宝石 机制
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氧化铝颗粒的表面改性及其在C平面(0001)蓝宝石衬底上的化学机械抛光(CMP)性质(英) 被引量：7
4
作者 汪为磊 刘卫丽 +2 位作者 白林森 宋志棠 霍军朝 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1109-1114,共6页
为了提高氧化铝颗粒的CMP性能,本工作探索了一种合适的改性方法。同时,为了改善其化学机械性能,通过与其表面羟基的硅烷化化学反应和与Al和仲胺的络合两种作用,用N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷表面改性氧化铝颗粒。本工作给出... 为了提高氧化铝颗粒的CMP性能,本工作探索了一种合适的改性方法。同时,为了改善其化学机械性能,通过与其表面羟基的硅烷化化学反应和与Al和仲胺的络合两种作用,用N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷表面改性氧化铝颗粒。本工作给出了化学反应机理,即N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷接枝到氧化铝表面。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)表征了改性氧化铝颗粒的组成和结构。结果表明:N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷已被成功地接枝到氧化铝颗粒的表面,导致改性比未改性的氧化铝颗粒具有更好的化学和机械性能。测试了未改性和改性的氧化铝颗粒在蓝宝石基底上的CMP性能。结果显示:改性氧化铝颗粒比未改性氧化铝颗粒有更高的材料去除速率和更好的表面质量。即,改性氧化铝颗粒在p H=10时比未改性氧化铝颗粒在p H=13.00时表现出更高的材料去除率,这将为减少设备腐蚀提供新思路。 展开更多
关键词 改性方法 N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷 化学机械抛光 CMP 氧化铝抛光液
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纳米SiO_2抛光液的制备及在蓝宝石抛光中的应用 被引量：5
5
作者 张泽芳 侯蕾 +2 位作者 闫未霞 刘卫丽 宋志棠 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期88-91,共4页
制备一种纳米氧化硅抛光液,采用扫描电子显微镜、激光粒度仪、颗粒计数仪等对其物性参数进行表征;使用该抛光液对LED蓝宝石衬底进行机械化学抛光,采用轮廓仪、表面缺陷检测设备、原子力显微镜等对抛光后的蓝宝石衬底表面进行表征。结果... 制备一种纳米氧化硅抛光液,采用扫描电子显微镜、激光粒度仪、颗粒计数仪等对其物性参数进行表征;使用该抛光液对LED蓝宝石衬底进行机械化学抛光,采用轮廓仪、表面缺陷检测设备、原子力显微镜等对抛光后的蓝宝石衬底表面进行表征。结果表明,制备的纳米氧化硅抛光液对LED蓝宝石衬底具有优异的抛光性能,抛光后的表面无划伤、无腐蚀坑,且粗糙度小于0.2 nm。 展开更多
关键词 蓝宝石 氧化硅 抛光 LED 抛光液
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氧化铝抛光液磨料制备及其稳定性研究进展 被引量：4
6
作者 吴俊星 刘卫丽 +2 位作者 谢华清 宋志棠 朱月琴 《上海第二工业大学学报》 2015年第2期104-108,共5页
介绍了氧化铝磨料在化学机械抛光中的应用,总结了氧化铝抛光液磨料制备方法。根据氧化铝抛光液在应用中存在的问题,着重阐述提高氧化铝抛光液分散性和稳定性的方法。在分析氧化铝抛光液应用的基础上,提出蓝宝石衬底抛光液将来的发展方向... 介绍了氧化铝磨料在化学机械抛光中的应用,总结了氧化铝抛光液磨料制备方法。根据氧化铝抛光液在应用中存在的问题,着重阐述提高氧化铝抛光液分散性和稳定性的方法。在分析氧化铝抛光液应用的基础上,提出蓝宝石衬底抛光液将来的发展方向,希望为今后的氧化铝抛光液研究提供一些思路。 展开更多
关键词 化学机械抛光 纳米氧化铝 表面改性
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不同碱和分散剂对蓝宝石基片研磨的影响 被引量：2
7
作者 张泽芳 刘卫丽 宋志棠 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期267-270,共4页
在LED制造工艺中,金刚石研磨液是一种关键的耗材,用于蓝宝石衬底的研磨和外延片的背减薄,但目前金刚石研磨液均以有机物作为分散介质。采用水为分散介质、多晶金刚石微粉为磨料,在相同研磨条件下,研究了不同种类的碱和分散剂对蓝宝石研... 在LED制造工艺中,金刚石研磨液是一种关键的耗材,用于蓝宝石衬底的研磨和外延片的背减薄,但目前金刚石研磨液均以有机物作为分散介质。采用水为分散介质、多晶金刚石微粉为磨料,在相同研磨条件下,研究了不同种类的碱和分散剂对蓝宝石研磨性能的影响。分别采用分析天平称重法和原子力显微镜测试了研磨速率和蓝宝石的表面粗糙度。结果表明,抛光后蓝宝石表面质量和抛光液分散性有严格的依赖关系,而抛光速率和研磨液分散性并不严格相关。最后,采用三乙醇胺为pH值调节剂,Orotan1124为分散剂,获得了相对较高的去除率和较好的表面质量。 展开更多
关键词 多晶金刚石 三乙醇胺 分散剂 蓝宝石 研磨
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羟乙基纤维素对氧化铝基蓝宝石抛光液的影响
8
作者 魏震 汪为磊 +2 位作者 刘卫丽 罗宏杰 宋志棠 《武汉理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期80-84,92,共5页
为了解决水溶液中氧化铝纳米颗粒的团聚,将羟乙基纤维素(HEC)引入水体系中,研究了羟乙基纤维素对蓝宝石化学机械抛光的影响。结果发现氧化铝抛光液中加入1000 mg/kg HEC后,D50的粒径由318.7nm变为318.8nm,D90的粒径由702.5nm降低到568.2... 为了解决水溶液中氧化铝纳米颗粒的团聚,将羟乙基纤维素(HEC)引入水体系中,研究了羟乙基纤维素对蓝宝石化学机械抛光的影响。结果发现氧化铝抛光液中加入1000 mg/kg HEC后,D50的粒径由318.7nm变为318.8nm,D90的粒径由702.5nm降低到568.2nm,D99的粒径由1337.6nm降低到910.2nm。当HEC浓度从0增加到1000mg/kg时,蓝宝石的材料去除速率从67nm/min增加到82.5nm/min,随着HEC浓度的再增加,材料去除速率逐渐降低。还发现材料移除速率趋势与HEC基氧化铝浆料在蓝宝石衬底表面上的接触角数据趋势相反。粗糙度为1.832nm的蓝宝石晶片通过纯氧化铝抛光液抛光后降为0.344nm,通过含有1000mg/kg HEC的氧化铝抛光液抛光后降为0.330nm。数据证明,HEC能有效防止氧化铝颗粒的团聚,使氧化铝抛光液抛光蓝宝石后的表面质量影响不大,可以推测所用浆料在蓝宝石表面的亲水性与CMP材料去除速率相关。 展开更多
关键词 羟乙基纤维素 蓝宝石 化学机械抛光 氧化铝抛光液 接触角
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一种制备单分散超小粒径氧化硅颗粒的新方法
9
作者 张磊 刘卫丽 宋志棠 《功能材料与器件学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期30-34,共5页
在氨水催化水解正硅酸乙酯(TEOS)过程中,采用一种新方法制备了单分散的超小粒径氧化硅。加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够有效的减小氧化硅颗粒的粒径大小,氧化硅粒径随着PVP的增加而减小。通过优化工艺参数,制备得到了单分散的、粒径只有1... 在氨水催化水解正硅酸乙酯(TEOS)过程中,采用一种新方法制备了单分散的超小粒径氧化硅。加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)能够有效的减小氧化硅颗粒的粒径大小,氧化硅粒径随着PVP的增加而减小。通过优化工艺参数,制备得到了单分散的、粒径只有11nm的氧化硅颗粒。而且,在相同的反应体系中,所制备的氧化硅颗粒能够作为晶种再次生长,通过滴加不同浓度的TEOS能够得到粒径大小可控的氧化硅颗粒。 展开更多
关键词 单分散 超小粒径 氧化硅 PVP TEOS
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