新型高硬度硅溶胶的制备及其在化学机械抛光中的应用

作者：孙运乾; 李薇薇^*; 赵之琳; 钱佳

来源：表面技术, 2021, 50(11): 383-389.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2021.11.041

• 化学机械平坦化
• 硅溶胶
• 活性硅酸
• pH值稳定剂
• 去除速率
• 表面粗糙度

目的制造新型高硬度硅溶胶,满足硅晶圆化学机械抛光(CMP)既要高抛光速率,又要高抛光质量的要求。方法利用恒液面聚合生长法制备硅溶胶的工艺特点,通过在合成过程中加入pH值稳定剂异丙醇胺,提升硅溶胶的硬度和稳定性。采用透射扫描电子显微镜、红外光谱等对硅溶胶的成分、形貌等胶体的性质进行表征和分析。结果通过设计对比实验,发现新型高硬度硅溶胶抛光时的p H值稳定性较普通市售硅溶胶有很大提升,3组新型高硬度硅溶胶平均抛光速率分别为1.580、1.544、1.582μm/min,较普通市售硅溶胶分别提升了17.41%、17.91%、18.25%。新型高硬度硅溶胶抛光后,硅晶圆的平均表面粗糙度只有0.157 nm,最低达到了0.132 nm,而市售普通硅溶胶抛光后的硅晶圆平均表面粗糙度为0.216 nm。同时,通过检测抛光前后硅溶胶粒径和形貌的变化,发现新型高硬度硅溶胶均优于普通市售硅溶胶。结论新型高硬度硅溶胶作为抛光的研磨料在去除速率、表面粗糙度等方面都有一定的优势,验证了新型高硬度硅溶胶作为抛光研磨料的实用价值。

• 单位
  河北工业大学; 电子信息工程学院