有机碱腐蚀介质的稀土抛光液

本品抛光液，适用于有机碱腐蚀介质的稀土，有利于硅片表面的平整度提升，且抛光速率高，便于抛光后的清洗。下面专家来科普本品抛光液的专业配方知识。

      制备方法  在常温常压下，将固体的二氧化铈粉体溶于蒸馏水中配成 0.5%～5%溶液，在此溶液中加入有机碱三乙醇胺、铁氰化钾的溶液，再 将助氧化剂过氧化氢加入到混合溶液中，将混合液搅拌均匀即得本品抛光液。

原料配伍 本品各组分质量份配比范围为：二氧化铈磨料0.5～5、 有机碱三乙醇胺0.05～1、氧化剂铁氰化钾0～1、助氧化剂过氧化氢0~ 15、水适量。

由于磨料是四价铈的化合物，所以氧化作用强；且CeO₂   磨料的硬度与单晶硅片相比低，所以对单晶硅片不会造成划伤，另外CeO₂  磨料无毒，因此其作业条件好，有机碱三乙醇胺作为腐蚀介质避免了现有技术中 其他碱类腐蚀的缺陷；K₃[Fe(CN)₆]   既是氧化剂，又是成膜剂，作用是在氧化硅片表面形成一层氧化膜，使硅片表面细致均匀，助氧化剂过氧化 氢提高了抛光的氧化速率。

本品所基于的原理是：材料表面的抛光机理包括样品表面与抛光液之 间的物理及化学作用。物理作用是指抛光磨料对样品硅片表面的磨削作用。化学作用是指抛光磨料与单晶硅片表面的化学作用。单晶硅片的抛光 是以化学作用为主。由于胺碱是一种有机醇，使抛光液呈碱性，可与硅发 生化学反应，则反应如下式：

胺碱产生的氢氧根离子与硅反应，均匀地作用于被抛光的硅片表面。

简单地说，其抛光机理是利用CeO₂ 合适的硬度和能形成络合物等特 性，迅速将 SiO₂ 或 等转化为 [Ce(SiO₃)₃]2- 。产物SIO^2-₃被CeO₂机械作用驱动下来使Si片裸露，继续和碱反应，产物再被从表面剥落下 来，周而复始，获得抛光镜面。

本品的抛光液还可以含有化学机械抛光液中一般含有的其他氧化剂和 助氧化剂，例如氧化剂选铁氰化钾K₃[Fe(CN)6],     助氧化剂选过氧化氢 H₂O₂ 。K₃[Fe(CN)₆]      起腐蚀作用，作用是在氧化硅片表面形成一层氧化 膜，使硅片表面细致均匀。助氧化剂H₂O₂  的作用是进一步提高氧化速 率，更快达到预期效果。

这些组分的组合以及各组分的上述百分比范围，是通过大量实验确定 的，上述组合及百分比范围使本品的抛光液用于抛光单晶硅片时能达到抛 光速率快、抛光均一性好的目的。

本抛光液选用的磨料为平均粒径为10nm 的稀土 CeO₂抛光磨料。其  制备按照常规的纳米粉体的制备技术：用正滴法将无机碱氨水以1～2mL/   min 的速度滴加到浓度为0.2mol/L 的硝酸铈溶液中，反应出现沉淀。在 搅拌的情况下沉淀过程经历淡红、土黄、酱紫、深紫、紫红、淡黄、黄色 等一系列的颜色变化过程。当反应完全时，溶液为亮黄色。将沉淀洗涤、 干燥即得到平均粒径10nm 的稀土CeO₂抛光磨料。此磨料在配制抛光液 的过程中，要通过超声分散以防止纳米粒子间的团聚。

产品应用 本品主要应用于有机碱腐蚀介质的稀土抛光。

产品特性 本品配制的高效抛光液，应可以迅速地除去在硅片表面的 不平整，得到洁净的、无加工损伤的镜面光滑表面，达到抛光速率快、抛 光均一性好以及抛光后清洗方便的目的。


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