硅单晶衬底材料抛光液

本品硅单晶衬底材料抛光液可以用于粗抛和精抛工艺，先进行粗抛液，再进行精抛，两者结合，大大提高表面的平整度及降低粗糙度。下面专家来科普本品硅单晶衬底材料抛光液的专业配方知识。

(1)粗抛液的制备：①将粒径15～100nm、含量为30%~50%的 SiO₂ 磨料，用去离子水稀释；②用pH 调节剂调节上述溶液使pH 值在9~ 13.5范围内；③在调节完pH 值后，边搅拌边加入醚醇类活性剂。

(2)精抛液的制备：①选用粒径15～25nm、含量30%~50%的SiO₂  磨料，用去离子水稀释；②用pH 调节剂调节 pH 值在9~12范围内，在 调节过程中碱性助剂必须边搅拌边加人；③在调节完pH 值后，边搅拌边 加入表面活性剂。

原料配伍 
      本品各组分质量份配比范围为：磨料800～3600、去离子 水180～2820、乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)160～400、醚醇类表 面活性剂10～60。

所述磨料是粒径15～100nm的SiO₂ 溶胶，其含量30%～50%。 所述的 FA/O pH调节剂为胺碱。

所述的 pH 调节剂为乙二胺四乙酸四(四羟乙基乙二胺)；作为抛光 液 pH 调节剂，可起到缓冲剂的作用，又可生成大分子产物且溶于水，同 时对多种金属离子起螯合作用，使反应产物在小的机械作用下即可脱离加 工表面，同时还能起到络合及螯合作用。

所述的醚醇类活性剂是非离子活性剂，如 FA/O  表面活性剂、O_π-7 [(C₁₀H₂₁—C₆H₄—O—CH₂CH₂O)₇—H] 、O_π-10[(C₁₀H₂₁—C₆H₄—O—CH_₂CH_₂O)₁₀—H] 、O-20[(C_1₂~18H_₂5~37—C₆H₄—O—CH_₂CH_₂O)₇₀—H]、JFC的一种或一种以上。表面活性剂可降低表面张力，提高凹凸选择比， 又能起到渗透和润滑作用，既能增强了输运过程，又能达到高平整、高光洁的表面。

通过研究发现在CMP 动力学过程中，化学过程是控制过程，化学过  程提高会有效降低粗糙度、控制划伤、大大提高效率、提高表面洁净度， 我们首先研发出在CMP 条件下能和硅反应产物形成易溶于水的大分子化 合物，且对几十种金属离子形成极稳定的络合物，且在pH值大于12. 5 时保证磨料稳定性的FA/O 新试剂，对抛光液性能获得了质的突破。

本品可制成粗抛液和精抛液，分别适用于粗抛和精抛工艺，采用粗抛液实现高去除速率，当去除量接近所要求范围时，再用精抛液在大流量、 低温、低压力下实现低粗糙度的控制。

产品应用
       本品主要应用于硅单晶衬底材料抛光。

产品特性
       选用纳米 SiO₂溶胶作为抛光液磨料，其粒径小(15~100nm)、含量高(>40%)、硬度小(损伤小)、分散度好，能够达到高  速率、高平整、低损伤、无污染，有效解决了现有Al₂O₃磨料硬度大、易划伤、易沉淀等诸多弊端。

该抛光液为碱性抛光液，易生成可溶性的化合物，从而易脱离抛光表面，可对设备无腐蚀，硅溶胶稳定性好。

选用表面活性剂，增加了高低选择比，大大降低了表面张力、减小了 损伤层、提高了硅片表面的均一性及交换速率，增强了输运过程，同时表 面凹凸差大大降低，从而有效的提高表面的平整度及降低粗糙度。

      选用大分子胺碱作为抛光液pH调节剂，可起到缓冲剂的作用，又可生成大分子产物且溶于水，使反应产物在小的机械作用下即可脱离加工表 面，同时还能起到络合及螯合作用。配方简单合理，制备工艺简洁，降低成本价格，一剂多用，应用广泛。

本文转载自《抛光剂——配方与生产》编著    李东光

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