二氧化硅膠體拋光液介紹

二氧化硅膠體拋光液是以高純度的硅粉為原料，經(jīng)過特殊工藝生產(chǎn)的一種高純度金屬離子型拋光產(chǎn)品。廣泛用于多種納米材料的高平坦化拋光，如硅片、化合物晶體、精密光學(xué)器件、寶石等的拋光加工。

　　由于二氧化硅粒度很細(xì)，約0.01-0.1μm，因此拋光工件表面的損傷層極微;另外，二氧化硅的硬度和硅片的硬度相近，因此常用于對半導(dǎo)體硅片的拋光。在研究對硅片的晶拋光過程中，磨削層的厚度僅為磨料粒子尺寸的四分之一 。并且，為了減小表面粗糙度和損傷層深度，精拋時不再采用類似氣相法制備的微米級二氧化硅粒子，而采用納米級的二氧化硅膠體;同時通過提高產(chǎn)物排除速率和加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)提高拋光效率 。二氧化硅是拋光液的重要組成部分，其粒徑大小、致密度、分散度等因素直接影響化學(xué)機(jī)械拋光的速率和拋光質(zhì)量。因此二氧化硅膠體的制備也是拋光液中不可缺少的工藝。例4 如孫濤 以Na 2 SiO 3 為原理，通過離子交換法制備出了不同粒徑的納米二氧化硅膠體，考察了磨料粒徑和數(shù)量等因素對存儲器硬盤基板NiP的拋光速率的影響，發(fā)現(xiàn)磨料濃度相同時，粒徑為150nm的二氧化硅膠體拋光速率最高;粒子數(shù)目相同時，粒徑為200nm 的二氧化硅膠體拋光速率最高。

　　二氧化硅拋光液中酸堿度 的調(diào)節(jié)非常重要，對硅片進(jìn)行拋光時，二氧化硅拋光液一般選用有機(jī)胺調(diào)節(jié)酸堿度，這是因為在拋光過程中，無機(jī)金屬離子進(jìn)入介質(zhì)層或襯底，影響工件的局部穿通 效應(yīng)，降低芯片工作的可靠性。尹青 等從PH值、磨料粒度及磨料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)等方面，研究了二氧化硅拋光液對AIN基片的拋光效果，發(fā)現(xiàn)拋光液pH 值為10.5-11.5時，采用大粒徑、高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米二氧化硅膠體作為磨料，用利于提高拋光速率。在用二氧化硅拋光液對銅進(jìn)行了化學(xué)機(jī)械拋光試 驗，發(fā)現(xiàn)隨著堿性二氧化硅拋光液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，銅晶片不僅很快被腐蝕，而且增加了腐蝕速率，當(dāng)拋光液質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到63.7%時，銅的腐蝕被抑制;另外， 從銅拋光后表面形態(tài)可以看出，堿性化學(xué)機(jī)械拋光液對銅晶片表面有很好的改善作用;對沉積銅晶片層去除速率方面，堿性化學(xué)機(jī)械拋光液是酸性拋光液的4-5 倍。

　　但是二氧化硅拋光液中也存在一些問題，例如，此種 拋光液中含有氨水或有機(jī)胺，氨水有揮發(fā)性，并且會和光刻膠發(fā)生反應(yīng)，因此，應(yīng)用時需要使用密閉的機(jī)臺或者隔離的區(qū)域和光刻區(qū)域分離。除此以外，聚合作用是 硅溶膠磨料的最大一個缺點，容易在拋光液中形成凝膠，因此在配置拋光液的過程中，溶液pH值的控制非常嚴(yán)格，因為拋光液的pH值是影響硅酸聚合最重要的原 因。

　　納米二氧化磨料拋光液由高純納米二氧化硅等多種復(fù)合材料配置而成，通過高科技術(shù)分散成納米顆粒，分散均勻的納米拋光液，具有高強(qiáng)度、高附著力、成膜性好、高滲透、高耐候性、高耐磨性等特點，是一種性能優(yōu)良的CMP技術(shù)用的拋光材料.

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