光学球罩数控抛光工艺关键技术研究

光学球罩被广泛应用于各类光电系统中,其面形精度制约着光电系统的成像质量。随着数控技术的发展,数控加工技术逐渐成为目前光学加工行业的主流发展方向。基于高质量的铣磨表面,为了能够在准球心高速抛光工艺中实现等去除量加工,本文对同步抛光技术进行了理论分析及数学模型推导,并通过实验证明,同步抛光技术可以有效地提升加工效率,获得高质量的光学表面。     

ULSI介质CMP用大粒径硅溶胶纳米研磨料的合成及应用研究

针对超大规模集成电路多层互连结构中介质CMP抛光速率低,急需的大粒径硅溶胶研磨料,本文采用改进的粒径生长控制工艺制备介质CMP用大粒径硅溶胶,并采用TEM、激光粒度分析仪和Zeta电位测试仪等先进手段对其粒径大小、粒径分布和稳定性进行了表征。以低分散度硅溶胶纳米研磨料配制抛光浆料进行了二氧化硅介质的CMP研究,结果表明,平均粒径103．4nm的硅溶胶浆料的去除速率达630nm／min,有效解决了二氧化硅介质CMP低速率的难题。     

超光滑加工的后置处理算法研究

为了精确控制超光滑加工过程中磨头的运动轨迹,从而实现光学元件材料去除的均匀稳定,研究了超光滑加工的后置处理算法。分析了超光滑加工工艺的特点和相应的超光滑机床的机械结构,建立了机床的坐标系统,构造了机床的运动学模型。对于光学元件母线为任意平面曲线的情况,研究了磨头运动轨迹的等误差直线逼近算法。在曲率半径为290mm,相对口径为1∶2.9的凹球面上进行了超光滑加工实验。结果表明,利用所述算法可以精确地控制磨头的运动轨迹,从而保证材料去除的稳定性。     

锑化铟抛光片表面粗糙度优化研究

锑化铟是中波红外探测应用较广的材料。抛光片的表面粗糙度是影响器件性能的关键指标。研究了锑化铟化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)液的pH值、氧化剂比例以及抛光液流速对锑化铟抛光片表面粗糙度的影响,并结合原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)和表面轮廓仪测试对抛光片的表面粗糙度进行了表征和优化。结果表明,当pH值为8、氧化剂比例为0.75%、抛光液流速为200 L/min时,InSb晶片的表面粗糙度为1.05 nm (AFM),同时晶片的抛光宏观质量较好。     

碲锌镉衬底的化学机械抛光液研究

作为碲锌镉衬底表面加工的重要工序,化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)的加工效果决定了碲锌镉衬底的表面质量和生产效率。抛光液是CMP的关键影响因素之一,直接影响衬底抛光后的表面质量。对碲锌镉衬底CMP工艺使用的抛光液进行了研究,探究了以二氧化硅溶胶和过氧化氢为主体的抛光液体系在不同pH值、不同磨料浓度下对衬底抛光表面质量和去除速率的影响。结果表明,使用改进后的抛光液体系对碲锌镉衬底进行CMP,能够在获得超光滑表面的同时实现高效率加工,为批量化制备高表面质量的碲锌镉衬底奠定了良好基础。     

航天反射镜材料SiC

航天反射镜材料的一些优选性质包括密度低、弹性模量高、热膨胀系数低及热传导率高。与传统光学材料相比,碳化硅(SiC)具有优异的机械和热性能,被认为是引入注目的反射镜材料。本文概述了SiC的基体成形工艺和机械精加工工艺,讨论了其优缺点,并概述了国内外的发展现状。     

化学机械抛光制程中铜抛光液平坦化能力的评估

The evaluation methods of planarization capability of copper slurry are investigated.Planarization capability and material removal rate are the most essential properties of slurry.The goal of chemical mechanical polishing(CMP) is to achieve a flat and smooth surface.Planarization capability is the elimination capability of the step height on the copper pattern wafer surface,and reflects the passivation capability of the slurry to a certain extent.Through analyzing the planarization mechanism of the CMP process and experimental results,the planarization capability of the slurry can be evaluated by the following five aspects:pressure sensitivity,temperature sensitivity,static etch rate,planarization efficiency and saturation properties.     

蓝宝石抛光去除率试验的正交设计方法

影响蓝宝石抛光去除率的因子有很多,为了得到最佳工艺流程和工艺参数组合,实际工作中需要在诸多影响因素中找出对去除率影响最显著的因子,并以拟合方程的形式来建立数学模型。探讨了运用正交试验的方法,通过MINITAB软件对试验数据进行分析,从而了解各抛光参数对抛光去除率的影响,最终确定一组最优的工艺参数。     

液体喷射抛光技术研究

液体喷射抛光(FJP)技术是近几年提出的一种新型光学抛光工艺,本文简介了这种抛光技术的原理,介绍了我们的研究结果,其中包括在抛光机理方面提出抛光液中磨料粒子的径向流动对工件产生的径向磨削剪切作用是材料去除的关键;建立了较完善的描述FJP过程的数学模型;提出了获得较理想工作函数的方法;得到了求解时间驻留函数的一种算法;另外还研究了不同FJP溶液及一些工艺参数对样品表面粗糙度的影响、被抛光材料特性对材料去除率及表面粗糙度的影响等.结合这些研究建立了一套非球面数控液体喷射抛光没备和相关工艺,并利用其对实际非球面做了数控抛光实验,最后得到其截面的误差优于0.15靘PV,表面粗糙度Ra达到2.25nm,实验结果表明此技术可用于非球面的数控抛光.     

铌酸锂晶片的键合减薄及热释电性能研究

铌酸锂(LN)作为一种热释电材料,可以被用于制作光电探测器敏感单元的敏感层,但通常LN晶片厚度为0.5 mm,远大于光电敏感单元厚度的要求,所以需要用键合减薄及抛光技术对LN晶片进行加工处理。本研究所用键合减薄技术主要包含:RZJ-304光刻胶键合、铣磨、抛光、剥离液剥离和丙酮清洗RZJ-304胶。利用该技术加工得到了面积为10 mm×10 mm,厚度为50μm,表面比较光滑,表面粗糙度为1.63 nm的LN晶片。LN晶片的热释电信号峰峰值在减薄抛光后为176 mV,是未经处理时的4倍,满足了热释电探测器敏感层的要求。