【正文】 若要除去晶圓表面的材料層，則在拋光盤(pán)中放入堿性的二氧化硅類(lèi)漿料；若要除去金屬氧化物層，則使用酸性的氧化鋁類(lèi)漿料。隨著貯存時(shí)間延長(zhǎng)，它的粒度可能增大從而導(dǎo)致?lián)p害的產(chǎn)生。 93 典型的拋光漿料 ? Fumed silica（ 發(fā)煙硅石） 5 vol%， 170 230nm ? High purity colloidal silica （ 高純硅膠） 9 vol%,60 80nm ? Cerium dioxide （ 二氧化鈰） 6 vol%,200 240nm 注意： 它們的粒度或粒度分布必須小心地進(jìn)行控制以免在拋光面上產(chǎn)生刮痕。 ? 大顆粒能快速打磨；小顆粒雖然拋光速度慢 ， 但能得到更好的拋光平面 。 ? 納米材料：納米超微粒子和納米固體材料 ? 原子簇（小于 1nm） /超微粒子（納米粒子 1100nm） /微粉（大于 ) 納米材料的優(yōu)異性能 小尺寸效應(yīng)所引發(fā)的特殊性質(zhì) ? 特殊的力學(xué)性質(zhì) ? 特殊的熱學(xué)性質(zhì) ? 特殊的光學(xué)性質(zhì) ? 特殊的磁性 ? 特殊的化學(xué)性質(zhì) 90 納米材料的應(yīng)用 ? 在化工產(chǎn)品中的應(yīng)用 第 4代催化劑 /導(dǎo)電性纖維 ? 在環(huán)保健康方面的應(yīng)用 半導(dǎo)體光催化 ? 在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用 藥物效能的提高 /納米金屬粒子 — 嗜菌體 /納米半導(dǎo)體氧化物 — 抗菌體 ? 在電子工業(yè)產(chǎn)品中的應(yīng)用 納米電子功能材料：納米磁記錄介質(zhì) /納米敏感材料/納米電磁波、光波吸收材料 微電子加工 /生物分子器件 /分子電子器件 91 納米材料檢測(cè) ? 納米材料結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法 掃描隧道顯微鏡（ STM） 原子力顯微鏡（ AFM） /激光力顯微鏡（ LFM） /磁力顯微鏡（ MFM） /彈道電子發(fā)射顯微鏡（ BEEM） ? 納米材料粒度的檢測(cè)方法 透射電子顯微鏡（ TEM） X射線(xiàn)衍射法 動(dòng)態(tài)光散射法（ DLS） 激光多譜勒 /頻譜分析法（ UPA） 光子相關(guān)光譜法（ PCS） 92 化學(xué)機(jī)械拋光 CMP （ Chemical Mechanical Polishing） ? CMP是廣泛使用的硅晶片平整技術(shù)，它已成為制造 mm高級(jí)電路或薄于 流方法。墨粒粒子多為亞微粒子和微階的材料。 ? 紙張具有容易印刷 、 不厚 、 結(jié)實(shí)等特性，因而用途很多，其表材多用碳酸鈣等東西，其粒徑控制左右其質(zhì)量。使用均化器控制粒子的粉碎，也一并進(jìn)行粒子徑分布測(cè)定 88 應(yīng)用領(lǐng)域（八） ? 調(diào)色劑的粒子徑分布比基準(zhǔn)值大的時(shí)候，打印后的光色，著色度，退色性等均受影響?？刂屏Ｗ訌?，保持本來(lái)的味道，延長(zhǎng)保質(zhì)期，這一嘗試正在進(jìn)行中。加工簡(jiǎn)易也成為一大賣(mài)點(diǎn) ? 食品最重要的是味道，其次是保質(zhì)期。 ? 水泥質(zhì)量的好壞與其成分的粒子徑分布有很大關(guān)系 87 應(yīng)用領(lǐng)域（七） ? 農(nóng)用化學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)，土壤質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到農(nóng)作物的收成 ? 從內(nèi)部裝修材料到外部裝修材料等各種各樣的材料開(kāi)發(fā)都使用了粒徑測(cè)定裝置。 ? 在醫(yī)藥領(lǐng)域不但粒子徑，比表面積也是很大的檢查項(xiàng)目。例如，胃藥在到達(dá)胃粘膜之前不能被融化掉，而到達(dá)后就發(fā)揮作用的醫(yī)藥的粒子徑管理。也常常同時(shí)使用比表面積計(jì)。粒子徑從亞微粒子到數(shù) 10μm的范圍內(nèi)都能自由控制，向著更細(xì)微化的道路前進(jìn)。特別是從亞微粒子到微階粒子的控制成為需求頻度最大的范圍 86 應(yīng)用領(lǐng)域（六） ? 以廢氣用催化劑為首，很多化學(xué)公司都開(kāi)始開(kāi)發(fā)各種各樣的催化劑。 、 顏料的開(kāi)發(fā) ? 涂料和顏料的粒徑給印染時(shí)的顏色、光澤、退色等情況以很大的影響。 ? 開(kāi)發(fā)高性能樹(shù)脂，提高抗熱，抗壓等能力，符合加工簡(jiǎn)單，透明度高等特征。制造該電池的原料要用到吸氫合金 。 在其他資源 /能源等調(diào)查和開(kāi)采過(guò)程中，粒子徑測(cè)定裝置也非常重要。 ? 開(kāi)采油田時(shí)常常檢查泥沙等非石油混入物。 另外，壓延板材等的表面冷卻時(shí)使用的乳膠油滴的粒子徑分布也大大地左右著壓延潤(rùn)滑性。 ? CMP，化學(xué)機(jī)械拋光，新興的半導(dǎo)體硅片生產(chǎn)方法，其漿料粒徑須嚴(yán)格控制 應(yīng)用領(lǐng)域（二） 83 應(yīng)用領(lǐng)域（三） ? 瓷器彩繪時(shí)使用的染料、發(fā)色器具等均受到粒徑的影響 ? 陶瓷是在數(shù)百度到近 2022℃ 的高溫下燒結(jié)而成的，燒結(jié)程度決定著產(chǎn)品的好壞，而能夠左右燒結(jié)程度的就是所含原材料的粒徑分布 ? 高壓變電器使用的瓷瓶也是一種精細(xì)陶瓷，耐更高電壓的瓷瓶研究正在研發(fā)之中 ? 普通使用的金屬制馬達(dá)不耐高溫，需用水冷卻，燃燒效率低 ? 陶瓷引擎耐高溫，無(wú)需冷卻，而且像 CO2等廢氣排放也大大降低。但是，一般情況下，濕法分散容易團(tuán)聚，通常使用空氣作為分散介質(zhì)的干法分散裝置測(cè)定其粒徑分布 82 ? 磚的用途非常廣泛。必要時(shí)，利用篩分技術(shù)去除超出量程的粗大顆粒并作好記錄 ? 液體分散：選擇合適的分散介質(zhì)，比要時(shí)添加相應(yīng)的分散劑輔助分散。 經(jīng)典激光儀器分析光路 62 ?光路復(fù)雜，對(duì)樣品池要求特殊 ?樣品池難于拆卸、清洗，并易損壞光路 ?鎢燈熱效率導(dǎo)致光暈 ?鎢燈濾光片光純度與光效率的矛盾 ?雙光路的背景不一致，光學(xué)理論不一致 局限性 63 HeNe激光器 普通藍(lán)光光源 經(jīng)典激光儀器分析光路 64 反傅立葉變換光路 樣品池 扇形主檢測(cè)器 背散射檢測(cè)器 光強(qiáng)監(jiān)測(cè)器 大角度檢測(cè)器 65 納米粒度測(cè)量技術(shù) ? 經(jīng)典動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)（ Dynamic Light Scattering)，也稱(chēng)光子相關(guān)光譜法（ PCS， Photon Correlation Spectroscopy)，是最早應(yīng)用于納米測(cè)量的基本方法 ? 原理：懸浮在介質(zhì)中的納米顆粒由于受到布朗運(yùn)動(dòng)的作用，當(dāng)激光照射時(shí)，其散射光信號(hào)的時(shí)間變化譜圖與被測(cè)顆粒粒徑大小有關(guān)，應(yīng)用相關(guān)技術(shù)解析譜圖的起伏漲落求得平移擴(kuò)散系數(shù)從而獲得粒徑尺寸 ? 一般地，納米顆粒的散射信號(hào)極其微弱，通常需要光電倍增管和信號(hào)相關(guān)器，為避免多重散射效應(yīng)，樣品的濃度應(yīng)控制在 ppm級(jí) ? 結(jié)果一般表示為平均水力直徑，它既不同于通常所用的質(zhì)量平均徑，也不同于激光衍射方法得到的體積平均粒徑 66 納米測(cè)量技術(shù)新進(jìn)展 ? 經(jīng)典方法的局限性： 1. 被測(cè)物料必須是同質(zhì)球形的，且顆粒間不存在相互作用； 2. 顆粒在光路中僅發(fā)生單一散射現(xiàn)象，且無(wú)多重散射行為； 3. 被測(cè)體系的濃度范圍必須嚴(yán)格限定 ? 背散射技術(shù)：改變傳統(tǒng) 90176。 * Aerosol Science Ed. C N Davies Academic Press (1966) page343 47 折射率的影響 ? Bimodal separation (caesin/fat) ? Normally expect symmetrical (lognormal) plot for emulsions ? Fraunhofer false generation of large material to explain scattering ? RI data: (Hannah Research Institute): DD Muir et al (1991) , Characterization of dairy emulsions by forward lobe laser light scattering application to cream liqueurs Milchwissenschaft, 46 (11), 691 694 ? Caesin size 260nm . P. Walstra (1990), J. Dairy Sci., 73, 1965 1979 48 Mie與 Fraunhofer的區(qū)別 ? = m= 0i = Fraunhofer = m= 0i = m= 0i % % % % % % % % % % 1 10 100 1000 Fraunhofer (vs. Mie) .839m m, m m, 2 m m, 15 m m, 30 m m, 40 m m, and 167 m m latex spheres 49 測(cè)量裝置 ? 激光光源：提供單色，相干，平行的光束，要求穩(wěn)定性高，壽命長(zhǎng)，信噪比低 ? 光學(xué)器件：激光束處理單元，準(zhǔn)直系統(tǒng)，樣品通道位置，接受透鏡角度，必須保證顆粒測(cè)量的光信號(hào)能實(shí)時(shí)全面的傳送到檢測(cè)器單元 ? 檢測(cè)器：由光敏硅片按儀器的檢測(cè)角度和幾何形狀離散組成，其數(shù)量與排列方式直接影響儀器的分辨率 ? 樣品遞送系統(tǒng)：使樣品通過(guò)激光束的不同方式，一般為懸浮液 /乳液循環(huán)系統(tǒng)，也可通過(guò)壓縮機(jī) /真空系統(tǒng)直接測(cè)量干粉樣品 ? 測(cè)量軟件：利用不同的數(shù)學(xué)模型解析散射圖譜得到樣品的粒度分布結(jié)果 50 原子核 電子 能級(jí) 處于正常能級(jí)的電子 接受能量 被激發(fā)到較高能級(jí)的電子 能級(jí)