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抛光液的介绍
编辑:肇庆市精尔美玻璃科技有限公司   发布时间:2020-09-26

  在微电子工业领域,离不开单晶硅、砷化镓晶体、蓝宝石、碳化硅等半导体材料。而为了保证在集成电路元器件的制造过程中的产品性能合格,工艺上会要求前道工艺的产品晶圆具有无表面损伤和无亚表层缺陷的高质量超光滑基材表面。

  由于常用的半导体材料质地硬且脆,加工中极易产生脆裂而导致裂纹,因此欲将其加工至平整光洁,需寻找合适的方法。而到目前为止,没有哪一种比化学抛光(CMP)技术更适合用于集成电路芯片的超精密加工的方法了。

  作为被公认的全局平面化技术,CMP技术结合了超细粒子的机械研磨作用与氧化剂的化学腐蚀作用,能使人们获得比以往任何平面加工更加出色的表面形貌变化。其中,抛光液是CMP技术的关键之一(组成:磨料粒子、腐蚀介质和助剂),其性能直接影响着被抛光工件的表面质量,目前国内外常用的有SiO2胶体抛光液、CeO2抛光液、Al2O3抛光液、纳米金刚石抛光液等。

  SiO2胶体抛光液

  SiO2胶体抛光液是以高纯度的硅粉或者水玻璃为原料,经过特殊工艺生产的一种高纯度金属离子型抛光产品,广泛用于多种材料的高平坦化抛光,如硅片、化合物晶体、金属、宝石等的抛光加工。

  SiO2的硬度和硅片的硬度相近,因此,对半导体硅片进行精抛光时,磨削层的厚度仅为磨料粒子尺寸的四分之一。一般的生产情况下,除了通过提高产物的排除速率和加强化学反应来提高抛光效率外,还会在精抛时采用纳米级的SiO2胶体来进一步减小表面粗糙度和损伤层的深度。

  稀土抛光液

  氧化铈抛光粉主要成份为二氧化铈(CeO2),其次分别为氧化镧(La2O3)、氧化镨(Pr2O3)、氧氟化镧(LaOF),此外还含有微量的氧化硅、氧化铝和氧化钙,是玻璃抛光的通用磨削材料。

  随着工件尺寸的缩小,传统的硅容易在尺寸较大的集成电路浅沟槽隔离(ShallowTrenchIsolation,STI)处形成蝶形缺陷。而以二氧化铈作为研磨颗粒的第二代抛光液,具有高选择性和抛光终点自动停止的特性,配合粗抛和精抛,能够十分有效地解决STI工艺缺点,是目前重点发展的产品类型之一。不过由于铈属于稀有金属,并且二氧化铈提纯难度大,因此价格较为昂贵。此外,二氧化铈的粒度是影响抛光效果的关键参数之一,因此纳米级二氧化铈的制备及应用成为了当前研究热点之一。