百科：化学机械抛光中的抛光液

中国粉体网讯化学机械抛光（CMP）技术最早由Monsanto�?965年提出来的。该技术最初是为了获得高质量的玻璃原件表面，使用较软的材料作为磨料来缓慢研磨玻璃表面，使其逐渐变光滑。目前CMP技术作为一种对元件表面超精密加工技术，被应用在各种工业领域，如集成电路（IC）、光学元件、机电系统等。这项技术被誉为是现今为止唯一可以实现IC全局平坦化的技术，目前已经成为了IC产业不可或缺的一项技术，是半导体生产工艺中的一环、�/p>

CMP工作的基本原理就是将特定的压力施加到待抛工件的表面，使其紧密贴合在下方旋转的抛光垫上，同时使用滴料器将抛光液按一定速率滴加到抛光垫上，具有大小不一孔径、表面粗糙的抛光垫起到抛光液的储存和导流作用，同时排出废液，保证抛光过程的均一稳定、�/p>

CMP 实现平坦化的原理是物理和化学的协同作用，因此抛光液在 CMP 过程中同样发挥着非常重要的作用。抛光液主要是由纳米磨料、反应剂（如氧化剂、络合剂、螯合剂、抑制剂）和其他添加剂（如表面活性剂、稳定剂、分散剂）组成。抛光液� CMP 过程中既起到了物理作用，也发挥了化学作用，物理作用是由抛光液中纳米磨料产生的，由于磨料具有一定硬度，在与晶圆表面接触的过程中会产生摩擦，从而磨削带走一部分物质，起到去除作用，而起化学作用的主要是抛光液中的各种添加剂，各种添加剂会与被抛光物质发生化学反应，产生化学腐蚀，控制好各种添加剂浓度可以更加有效地进行抛光、�/p>

在CMP过程中，磨料主要是起到切削作用，将工件表面的凸起通过机械作用去除。磨料的组成、硬度、粒径大小、外貌形状甚至质量浓度都对最后抛光工件的表面质量影响巨大。Zhou等探究了不同粒径二氧化硅磨料对硅片的表面去除率的关系，杨玉芝等探究使用了复合磨料对抛光工件的影响，他们认为复合磨料抛光液中粒径较小的磨料会吸附在粒径较大的磨料上，从而增大了有效磨料尺寸，提高了工件的去除率。同时，有效磨料尺寸的增大会使工件和抛光垫之间的缝隙变宽，从而使润滑作用加强，侧面加快了化学反应、�/p>

使用合适的表面活性剂会提高CMP的抛光效果。表面活性剂的添加可以增强磨料在抛光液中的分散稳定性，结合物理分散的方式可以使磨粒的粒径的分布均匀，减少团聚，增大有效球磨颗粒。杨朝霞等研究发现，并不是所有的表面活性剂都会对去除率起促进作用，在实验中只有TSPE-PO能够提高磨料对二氧化硅介质的去除率。杨明君等使用六偏磷酸钠对CeO2磨料进行分散，发现粒径小�?.2 μm，极大提高了磨料的分散性、�/p>

抛光液的pH值会直接影响到抛光液的质量，从而影响到最后CMP的抛光效果。不同的磨料表面带有不同种类不同密度的电荷，调整溶液的pH值可以改变抛光液的性能，王娟等发现，较高的pH值可以减缓二氧化硅水溶胶的沉淀，当pH�?0~13时，还可以提高抛光液对工件的去除率、�/p>

参考来源：

成曦，高分散性二氧化铈抛光液的制备及抛光性能研究

（中国粉体网编辑整理/山林（�/p>

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