二氧化硅胶体抛光液介绍

二氧化硅胶体抛光液是以高纯度的硅粉为原料，经过特殊工艺生产的一种高纯度金属离子型抛光产品。广泛用于多种纳米材料的高平坦化抛光，如硅片、化合物晶体、精密光学器件、宝石等的抛光加工。

　　由于二氧化硅粒度很细，约0.01-0.1μm，因此抛光工件表面的损伤层极微;另外，二氧化硅的硬度和硅片的硬度相近，因此常用于对半导体硅片的抛光。在研究对硅片的晶抛光过程中，磨削层的厚度仅为磨料粒子尺寸的四分之一 。并且，为了减小表面粗糙度和损伤层深度，精抛时不再采用类似气相法制备的微米级二氧化硅粒子，而采用纳米级的二氧化硅胶体;同时通过提高产物排除速率和加强化学反应提高抛光效率 。二氧化硅是抛光液的重要组成部分，其粒径大小、致密度、分散度等因素直接影响化学机械抛光的速率和抛光质量。因此二氧化硅胶体的制备也是抛光液中不可缺少的工艺。例4 如孙涛 以Na 2 SiO 3 为原理，通过离子交换法制备出了不同粒径的纳米二氧化硅胶体，考察了磨料粒径和数量等因素对存储器硬盘基板NiP的抛光速率的影响，发现磨料浓度相同时，粒径为150nm的二氧化硅胶体抛光速率最高;粒子数目相同时，粒径为200nm 的二氧化硅胶体抛光速率最高。

　　二氧化硅抛光液中酸碱度 的调节非常重要，对硅片进行抛光时，二氧化硅抛光液一般选用有机胺调节酸碱度，这是因为在抛光过程中，无机金属离子进入介质层或衬底，影响工件的局部穿通 效应，降低芯片工作的可靠性。尹青 等从PH值、磨料粒度及磨料的质量分数等方面，研究了二氧化硅抛光液对AIN基片的抛光效果，发现抛光液pH 值为10.5-11.5时，采用大粒径、高质量分数的纳米二氧化硅胶体作为磨料，用利于提高抛光速率。在用二氧化硅抛光液对铜进行了化学机械抛光试 验，发现随着碱性二氧化硅抛光液质量分数的增加，铜晶片不仅很快被腐蚀，而且增加了腐蚀速率，当抛光液质量分数达到63.7%时，铜的腐蚀被抑制;另外， 从铜抛光后表面形态可以看出，碱性化学机械抛光液对铜晶片表面有很好的改善作用;对沉积铜晶片层去除速率方面，碱性化学机械抛光液是酸性抛光液的4-5 倍。

　　但是二氧化硅抛光液中也存在一些问题，例如，此种 抛光液中含有氨水或有机胺，氨水有挥发性，并且会和光刻胶发生反应，因此，应用时需要使用密闭的机台或者隔离的区域和光刻区域分离。除此以外，聚合作用是 硅溶胶磨料的最大一个缺点，容易在抛光液中形成凝胶，因此在配置抛光液的过程中，溶液pH值的控制非常严格，因为抛光液的pH值是影响硅酸聚合最重要的原 因。

　　纳米二氧化磨料抛光液由高纯纳米二氧化硅等多种复合材料配置而成，通过高科技术分散成纳米颗粒，分散均匀的纳米抛光液，具有高强度、高附着力、成膜性好、高渗透、高耐候性、高耐磨性等特点，是一种性能优良的CMP技术用的抛光材料.

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