為了增加氧化鈰的拋光速度,通常在氧化鈰拋光粉加入氟以增加磨削率。鈰含量較低的混合稀土拋光粉通常摻有3-8的氟;純氧化鈰拋光粉通常不摻氟。
對(duì)ZF或F系列的玻璃來說,因?yàn)楸旧碛捕容^小,而且材料本身的氟含量較高,因此選用不含氟的拋光粉為好。
影響拋光粉性能的指標(biāo)
(1)粉體的粒度大小:決定了拋光精度和速度,常用多少目和粉體的平均粒度大小來。過篩的篩網(wǎng)目數(shù)能掌握粉體相對(duì)的粒度的值,平均粒度決定了拋光粉顆粒大小的整體水平。
(2)粉體莫氏硬度:硬度相對(duì)大的粉體具有較快的切削效果,同時(shí)添加一些助磨劑等等也同樣能提高切削效果;不同的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)有很大出入,包括自身加工工藝。
(3)粉體懸浮性:好的粉要求拋光粉要有較好的懸浮性,粉體的形狀和粒度大小對(duì)懸浮性能具有一定的影響,片形及粒度細(xì)些的拋光粉的懸浮性相對(duì)的要好一些,但不是決對(duì)的。拋光粉懸浮性能的提高也可通過加懸浮液(劑)來改善。
(4)粉體的晶型:粉體的晶型是團(tuán)聚在一起的單晶顆粒,決定了粉體的切削性、耐磨性及流動(dòng)性。粉體團(tuán)聚在一起的單晶顆粒在拋光過程中分離(破碎),使其切削性、耐磨性逐漸下降,不規(guī)則的六邊形晶型顆粒具有良好的切削性、耐磨性和流動(dòng)性。
(5)外觀顏色:原料中Pr的含量及灼燒溫度等因素有關(guān),鐠含量越高,其粉體顯棕紅色。低鈰拋光粉中含有大量的鐠(鈰鐠料),使其顯棕紅色。高鈰拋光粉,灼燒溫度越高,其顯偏白粉色,溫度低(900度左右),其顯淡黃色。
制作步驟:
依據(jù)機(jī)械加工原理、半導(dǎo)體材料工程學(xué)、物力化學(xué)多相反應(yīng)多相催化理論、表面工程學(xué)、半導(dǎo)體化學(xué)基礎(chǔ)理論等,對(duì)硅單晶片化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)機(jī)理、動(dòng)力學(xué)控制過程和影響因素研究標(biāo)明,化學(xué)機(jī)械拋光是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),它存在著兩個(gè)動(dòng)力學(xué)過程:
(1)拋光首先使吸附在拋光布上的拋光液中的氧化劑、催化劑等與襯底片表面的硅原子在表面進(jìn)行氧化還原的動(dòng)力學(xué)過程。這是化學(xué)反應(yīng)的主體。
(2)拋光表面反應(yīng)物脫離硅單晶表面,即解吸過程使未反應(yīng)的硅單晶重新裸露出來的動(dòng)力學(xué)過程。它是控制拋光速率的另一個(gè)重要過程。
硅片的化學(xué)機(jī)械拋光過程是以化學(xué)反應(yīng)為主的機(jī)械拋光過程,要獲得質(zhì)量好的拋光片,必須使拋光過程中的化學(xué)腐蝕作用與機(jī)械磨削作用達(dá)到一種平衡。如果化學(xué)腐蝕作用大于機(jī)械拋光作用,則拋光片表面產(chǎn)生腐蝕坑、桔皮狀波紋。如果機(jī)械磨削作用大于化學(xué)腐蝕作用,則表面產(chǎn)生高損傷層。
拋光粉的真實(shí)硬度與材料有關(guān),如氧化鈰的硬度就是莫氏硬度7左右,各種氧化鈰都差不多。但不同的氧化鈰體給人感覺硬度不同,是因?yàn)檠趸嫆伖夥弁ǔ閳F(tuán)聚體,附圖為一個(gè)拋光粉團(tuán)聚體的電鏡照片。由于燒成溫度不同,團(tuán)聚體的強(qiáng)度也不一樣,因此使用時(shí)會(huì)有硬度不一樣的感覺。當(dāng)然,有的拋光粉中加入氧化鋁等較硬的材料,表現(xiàn)出來的磨削率和耐磨性都會(huì)提高。