[00966326]用化学方法提高固体表面光洁度的研究及应用

该项目属于精细化学工程与表面化学工程领域，主要用于提高固体材料表面光洁度：去除吸附颗粒、控制金属离子在表富集、降低粗糙度，如：微电子器件高质量硅单晶抛光片制备；0.35μm以下甚大规模集成电路(ULSI)多层布线立体结构中的绝缘体、导体层间SIO2、SI4N3介质(ILD)，镶嵌金属W、AL、CU，多晶，氧化物全局平面化的化学机械抛光(CMP)技术；微电子光刻干版玻璃，液晶玻璃，锗及砷化镓、磷化铟、锑化铟化合物半导体材料；高清晰度电视机，计算机显示屏，蓝宝石，光学透镜，光栅等需要化学机械抛光制备高光洁镜面的固体材料。该项目经多年的理论探讨与试验研究，在应用精细化工、表面化学、微电子学、晶体结构、半导体材料、固体物理等学科基础理论上，揭示了固体材料表面，尤其单晶材料表面吸附过程与规律。1、首先提出了固体材料新生表面优先吸附的数学模型及对高洁净表面对粒子吸附状态的控制，使硅单晶抛光片镜面吸附物长期控制在易清洗的物理吸附状态，不向难清洗去除的化学、键合吸附状态转化。如ULSI衬底硅单晶抛光片终止抛光后，颗粒在表面保持物理吸附状态的时间对(100)晶片由原来2H以内提高至48H，是原来的24倍；对(111)晶片提高至72H，是原来36倍，实现了可将抛光片集中清洗。大大提高了效率、节省了大量高纯化学试剂与工时；工艺简化，省去了需进口且价格昂贵、效率低、易损伤、返修率高的国内外最先进材料厂均采用的双面刷片机及工艺，实现了技术创新。2、研究成功了无碱金属离子沾污的高效、13个以上螯合环的螯合剂，有效降低了金属离子在新生高能抛光镜面富集沾污；又克服了国内外通用的EDTA二钠盐中的钠离子二次沾污。3、通过提高抛光液化学作用中反应物与产物质量传递能力，使镜面粗糙度获得有效控制。该项目对固体材料表面光洁度进一提高存在的三大难题均获得了技术突破。该技术已在国家最大的硅单晶厂--洛阳740厂、国家半导体材料工程研究中心、中科院半导体所、电子部46所、航天部771所、中国华晶电子集团公司、中国华星电子集团公司等引进的美日设备、技术生产线上对硅、砷化镓、电子玻璃、蓝宝石等材料高光洁度的抛光均实现了工业规模应用，效率、效益十分显著。该技术对需要高光洁的电视机、计算机显示屏、光学玻璃液晶玻璃及金属材料，尤其对0.35μm以下ULSI高集成度、高质量衬底及多层布线立体结构中的介质、绝缘体、金属全局平面化技术工业规模应用和微电子工业发展有极好的促进作用。