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铜电致化学抛光机理及性能
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2018-02-04
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超平滑无损伤铜表面的超精密加工技术在微电子器件和微机电系统制造中具有广泛的需求。目前，化学机械抛光作为常见的超精密加工技术，在超光滑超平整表面加工中得到广泛应用，但由于其加工过程中的机械作用而难以获得无损伤铜表面。现有的化学抛光和电化学抛光等无应力抛光方法由于没有机械作用的影响，可获得高完整性无损伤的铜表面，但化学抛光仅能达到亚微米级表面粗糙度且无法改善工件表面的平面度，电化学抛光虽可达到纳米级表面粗糙度，但也无法实现高精度平坦化加工。所以，目前的化学机械抛光和无应力抛光技术均无法满足超平滑无损伤铜表面的加工需求。本文针对超平滑无损伤铜表面加工的难题，基于电化学氧化和扩散控制反应的基本原理，提出了一种新的无应力抛光方法——电致化学抛光，通过抛光机理研究，确定了实现电致化学抛光的基本条件，开发了相对应的抛光加工试验系统和抛光液体系，利用数值模型分析了电致化学抛光的抛光性能并进行了试验验证，且最终针对具有粗糙表面及微图案表面的铜工件，进行了电致化学抛光工艺试验，实现了无应力高精度表面抛光。
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