鈰基拋光粉的制備及其在CMP中的應用.pdf

1、由于對高精度光學透鏡和集成電路化學機械拋光的嚴格要求，越來越多的注意力集中到了拋光材料的制備與應用研究上來。本文采用多種方法來制備鈰基拋光粉，以期提高它們的拋光性能和方法的經濟可行性。 以大顆粒水合丙酸鈰結晶為前驅體，通過簡單的煅燒來合成納米級氧化鈰。研究了煅燒溫度對合成產物物理性能的影響。結果表明：在丙酸鈰熱分解過程中，大晶體先解理成條塊狀，再斷裂成更小的納米氧化鈰。用激光散射法測得的中位粒徑先減小而后又增大，在1000℃時呈

2、最小值，為460nm。XRD、SEM和TEM的觀察結果表明：在該溫度下煅燒得到了一次粒子為20-30nm的立方螢石型氧化鈰；它們對冕玻璃(K<,9>)和火石玻璃(F<,1>)的拋光速率隨煅燒溫度的升高在1000℃呈極大值，與粒度變化的最小值相對應。而對銅的拋光速率與拋光壓力(P)、拋光轉速(V)、拋光粒子的濃度和氧化劑濃度等條件相關。 將丙酸鈰晶體與適量硼酸或硫酸鈦混合后在1000℃煅燒可以得到摻硼立方螢石型氧化鈰和 Ce<,1

3、-x>Ti<,x>O<,2>復合氧化物。隨煅燒溫度或摻雜量的提高，產物的致密度或顆粒球形度，以及對玻璃的拋光能力都得到提高。證明在氧化鈰中摻雜B和Ti將導致粒子球形化并改善其拋光能力。類似的結果在用硝酸鈰、硫酸鈦和氨水為原料的共沉淀法合成Ce<,1-x>Ti<,x>O<,2>的研究中也可觀察到。這些事實說明：在氧化鈰中摻雜某些元素是制備拋光能力強的類球形氧化鈰基復合氧化物的一種有效途徑。 以水合碳酸鈰、氯氧化鋯和氨水為原料，通過

4、球磨和后續(xù)的過濾、干燥和煅燒制備了Ce/Zr比例不同的超細鈰鋯復合氧化物。結果表明：1000℃下煅燒所得的復合物是由以氧化鈰為主的立方相和以氧化鋯為主的四方相組成；產物相組成隨煅燒溫度和原料配比而變，強化球磨和煅燒可促進單斜相氧化鋯向四方相氧化鈰穩(wěn)定的氧化鋯固熔體和立方相摻鋯氧化鈰固熔體的相轉變：它們對光學玻璃的拋光速率隨Ce/Zr摩爾比的變化而變化，當Ce/Zr摩爾比為1時，復合氧化物具有最佳的拋光效果，表現出明顯的協(xié)同拋光現象。

5、 將碳酸鈰在1000℃直接煅燒，再分別在含六偏磷酸鈉、聚乙二醇、聚丙烯酸及它們的混合物的水溶液中球磨制備了CeO<,2>漿料。通過測定粒子的Zeta電位及漿料的吸光度考察了漿料中氧化鈰粒子的懸浮穩(wěn)定性及其隨pH的變化關系。 研究了各種漿料對光學玻璃和硅芯片的拋光速率。結果發(fā)現：拋光速率與CeO<,2>漿料的懸浮穩(wěn)定成正比關系，而懸浮穩(wěn)定性又由所添加的分散劑決定。當采用兩種不同類型的混合分散劑時，如：NaP+PEG 或 NaP