半導體研磨液的研究

中國是半導體加工和消費大國，研磨是半導體加工過程中的一項重要工藝，它主要是應用化學研磨液混配磨料的方式對半導體表面進行精密加工。

這種化學研磨工藝幾乎涉及到半導體制程中的各個環節，研磨液是影響半導體表面質量的重要因素。這里著重對研磨液的機理、現狀、進行探討，希望能為各位讀者提供一些有價值的信息和啟示。

一、研磨液作用原理

1. 研磨液的化學作用機理

研磨液通常由表面活性劑、PH調節劑、分解劑、螫合劑等組分組成，各組發揮不同的作用。

主要化學作用機理是：Si+OHˉ+H?O  SiO?2ˉ+2H?    SiO?2是極易水解的，機理是SiO?2ˉ+2H?OH?SiO?+2OHˉ 水解產物H?SiO?能部分聚臺成多硅酸，另一部分H?SiO?電離生成SiO?2ˉ離子，結果形成如下結構的一般硅酸膠體，覆蓋在硅片表面上，化學式是{[SiO?2]m?n SiO?2ˉ(n-x)H}T2?ˉ?2XH。

2. 研磨液加工機理

研磨液以上述原理實現對工價表面的化學腐蝕。在研磨液中高速運動的磨料對工件表面的磨削及擠壓等綜合作用下，實現對工件表面的加工。工作機理如圖，將旋轉的被拋光工件壓在與其同方向旋轉的彈性拋光墊上，工件表面的反應產物被不斷的剝離，研磨液補充進來，反應產物隨研磨液帶走。 新裸露的工價平面又發生化學反應，產物在被剝離下來而循環往復，在襯底、磨粒和化學反應的聯合作用下，形成超精表面。

二、研磨液研究開發現狀

為滿足研磨的工藝要求，研磨液應該具有五個特性：

（1）良好的懸浮性，段時間內不能產生沉淀、絮凝、分層等問題；

（2）良好的流動性，粘度底，易于操作；

（3）冷卻性能強，防止工價表面燒傷或產生裂紋；

（4）稀釋能力強，便于降低成本，方便運輸；

（5）良好的潤滑性，在研磨工藝中降低劃傷。

要達到以上這五點是很不容易的。

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半導體芯片增大而單個晶體管元件縮小及多層集成電路芯片是發展必然趨勢，這對研磨拋光技術提出了更高的要求。在研磨液方面，要不斷的開發適應新要求工藝的新型研磨液，它既能提供高的研磨速率，平整度、高的表面均一性，又利于后續清洗，使研磨聊粒不會殘留在芯片表面。

以上是我們對研磨液的機理和現狀的見解。