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半导体用超细CeO_2化学机械抛光浆料的制备

黄凯毅  
【摘要】:化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing, CMP)作为目前能够在半导体制造过程中提供全局平坦化的一种新技术,将随着半导体技术的不断发展,半导体元件结构不断减小,而发挥越来越大的作用。因此,研究开发高效的超细CeO2化学机械抛光浆料具有广阔的发展前景。 本文分别以草酸、碳酸钠和碳酸氢铵作为沉淀剂制备CeO2,通过对CeO2的形貌、组成、粒度和对氧化硅的抛蚀量进行表征,并使用高速球磨机和碟式离心机对CeO2进行超细研磨及精密分级,以获得符合要求超细CeO2。 采用分散法配制化学机械抛光浆料。通过考察抛光浆料的固含量、pH值以及表面活性剂对抛光浆料的性能的影响,来确定最优的抛光浆料的组成。 研究结果表明: 使用草酸盐沉淀法制得的CeO2晶型完整并具有较高抛蚀力。以0.6-0.8mm的氧化锆为研磨介质,进行高速球磨90分钟,并使用碟式离心机以6000r/min进行分级后能够制得中位粒径为300nm且粒度分布均匀的超细CeO2颗粒。 当超细CeO2化学机械抛光浆料的固含量为2%,以HNO3为pH调至剂,调节pH值为3,添加0.2%的聚乙二醇1000为表面活性剂时,浆料的抛光性能最佳,对硅片的抛光速率为76.38nm/min,抛光平面表面粗糙度为0.805nm,抛光选择比为33.6。


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