关键词：
化学机械抛光
锇
表面粗糙度
去除速率
抛光液
摘要：
本文采用自制抛光液对锇进行化学机械抛光,研究缓蚀剂、有机酸、H2O2浓度、表面活性剂等参数对抛光速率和表面质量的影响,并利用电化学分析、X射线光电子能谱仪和扫描探针显微镜分析不同参数在金属锇化学抛光过程中的作用机理。首先利用不同缓蚀剂体系抛光液对金属锇进行化学机械抛光研究,分析抛光液中不同缓蚀剂在金属锇平坦化过程中的作用,研究结果表明,缓蚀剂的引入有利于金属锇表面钝化膜的形成,有效降低锇表面粗糙度。其中苯丙三氮唑(BTA)比其他缓蚀剂效果更加明显,能够促使金属锇表面形成一层致密完整的钝化膜,从而得到更好的表面平坦化效果。随后通过甲酸体系抛光液和乳酸体系抛光液对金属锇的化学机械抛光进行研究。实验结果表明,抛光液中引入甲酸和乳酸可以增强抛光液对金属锇的化学腐蚀作用,进而提高抛光速率。在甲酸体系中抛光液中,当H2O2浓度在0.1-1 wt.%浓度范围时,随着H2O2浓度的增加抛光液对金属锇的腐蚀能力增强,在H2O2浓度超过3 wt.%时,抛光液对金属锇的腐蚀能力基本不变,这可能是因为过高的H2O2促使金属锇表面形成较厚的氧化膜,从而影响抛光液对金属锇的腐蚀效果和抛光速率。在乳酸体系抛光液中,乳酸的加入有助于金属锇表面钝化膜的形成,金属锇表面平坦化进一步得到改善,其粗糙度从6.3 nm降低到2.1 nm。最后采用自制抛光液对金属锇进行化学机械抛光,研究表面活性剂在抛光液中的重要作用。结果表明:加入十六烷基三甲基溴化铵可以使锇得到更好的平坦化效果,此时锇表面粗糙度(Ra)为0.57 nm、抛光速率为14.6 nm/min。
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