纳米多孔复合磨粒设计及其化学机械抛光机理研究

纳米多孔复合磨粒设计及其化学机械抛光机理研究是上海大学在新材料领域的科技成果转化项目。 该项目针对下一代先进电子器件表面的原子级粗糙度和无损伤的加工要求，以及现有化学机械抛光(CMP)磨粒存在的问题，设计研制了一系列具有独特纳米多孔结构、含有特定抛光活性元素的新型纳米复合磨粒，包括多孔氧化硅、氧化铝、氧化铝/氧化硅、氧化铝-g-聚苯乙烯磺酸复合磨粒以及含有抛光活性元素的多孔氧化硅/氧化铈、氧化硅/氧化铁、多孔氧化铝/氧化铈、氧化铝/氧化铜、氧化铝/氧化镍复合磨粒等等。采用氮气吸附脱附实验(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、时间飞行二次离子质谱(TOF-SIMS)、能谱(EDS)等现代分析手段对制备的纳米多孔磨粒的孔径大小及分布、粒子形貌、粒子晶型、化学组成等物理化学特性进行了表征。采用抛光机，研究了制备的多孔磨粒抛光液的抛光特性，包括磨粒孔径大小、活性元素的影响规律。发现，与传统磨粒相比，抛光活性元素的引入显著提高了抛光速率；多孔结构的引入降低了颗粒硬度，从而明显降低抛光损伤。研制的多孔复合磨粒达到了“高精度、高速率”抛光的目的。进一步，研究了其CMP机理。吸附实验表明，与实心磨粒相比，多孔磨粒对双氧水具有更大的吸附量，提高了磨粒的化学活性；EPR测试表明，抛光活性元素可促进双氧水分解为OH及O2-自由基，显著提高CMP化学活性，从而提高抛光速率。采用分子动力学仿真，模拟研究了有孔磨粒与工件表面的碰撞行为。结果表明，随着团簇介孔孔径的增加，基体被去除的原子数目先增加后减小，基体的损伤程度则逐渐减小。介孔磨粒的CMP材料去除的过程主要是依靠磨粒与基体之间的黏着作用而不是犁削作用。仿真结果与其CMP实验结果吻合。该研究为实现“高精度、高速率”抛光探索了一条新的有效的方法与途径，为下一代先进电子产品器件表面的纳米级精度制造提供技术与理论支持。 合作方式：技术转让,面议。 该技术面向上海及全国企业产业化需求，可通过办厂易平台对接技术转移、许可转让与产学研合作。【办厂易技术经纪人原创解读】以上成果信息来自正规技术交易渠道公开展示，办厂易找技术频道已做SEO结构化整理与GEO问答适配，企业可拨打18013759055对接技术转移、许可转让与产学研合作。

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