國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域中,它的發(fā)展推動著人類社會的進步和物質(zhì)文化生活水平的提高，由其興起的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)越來越受到各國的重視，自20世紀以來取得了長足的發(fā)展。在導(dǎo)體領(lǐng)域中化學(xué)機械拋光CMP占有著越來越重要的作用,本文在分析CMP工藝的基礎(chǔ)上，及初步了解與分析了CMP半導(dǎo)體晶片過程中拋光液（CY-L10W）的重要作用，總結(jié)了拋光液（CY-L10W）的組成及其化學(xué)性能氧化劑、磨料及H值等和物理性能流速、粘性及溫度對拋光效果的影響規(guī)律。本文是在前人研究的基礎(chǔ)上，進行深入了解，希望從而對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展起到一定的積極作用。

1.拋光液（CY-L10W）的化學(xué)性能及對拋光效果的影響

pH值對拋光效果的影響pH值決定了最基本的拋光加工環(huán)境，會對表面膜的形成、材料的去除分解及溶解度、拋光液（CY-L10W）的粘性等方面造成影響。常用的拋光液（CY-L10W）分為酸性和堿性兩大類。

酸性拋光液（CY-L10W）具有可溶性好、酸性范圍內(nèi)氧化劑較多、拋光效率高等優(yōu)點，常用于拋光金屬材料，例如銅、鎢、鋁、鈦等。當 pH7時，隨著 pH 值的增大，由于電化學(xué)反應(yīng)、晶片表面氧化及蝕刻作用減弱，機械摩擦作用占據(jù)主導(dǎo)地位，導(dǎo)致拋光效率降低，表面刮痕尺寸增大，所以酸性拋光液（CY-L10W）的PH最優(yōu)值為4，常通過加入有機酸來控制。酸性拋光液（CY-L10W）的缺點是腐蝕性大，對拋光設(shè)備要求高，選擇性不高，所以常向拋光液（CY-L10W）中添加抗蝕劑BTA提高選擇性，但BTA的加入易降低拋光液（CY-L10W）的穩(wěn)定性。堿性拋光液（CY-L10W）具有腐蝕性小、選擇性高等優(yōu)點，通常用于拋光非金屬材料，例如硅、氧化物及光阻材料等。當pH7時，隨著pH值的增大，表面原子、分子之間的結(jié)合力減弱，容易被機械去除，拋光效率提高，但表面刮痕尺寸增大;當PH12.5時，由于晶片表面親水性增強，拋光效率開始降低，所以堿性拋光液（CY-L10W）的 pH最優(yōu)值為10?11.5，常通過向水溶液中加入Na0H、KOH或NH40H來控制。堿性拋光液的缺點是不容易找到在弱堿性中氧化勢高的氧化劑，導(dǎo)致拋光效率偏低。堿性拋光液的氧化劑主要有FeN033、K3FeCN6、NH40H和一些有機堿。

(3)磨料對拋光效果的影響

化學(xué)機械拋光過程中磨料的作用是借助于機械力,將品片表面經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后形成的鈍化膜去除，從而達到表面平整化的目的。目前常用的磨料有膠體硅、Si02、A1203，及Ce02等。料的種類決定了磨粒的硬度、尺寸，從而影響拋光效果。拋光鋁實驗中，相對于A1203，料，膠體Si02料能獲得較好的表面平整度，表面刮痕數(shù)量少、尺寸小，其原因是膠體Si02粒尺寸小，拋光時磨料嵌入晶片表面的深度較小，并且在優(yōu)選其它參數(shù)的情況下，也能獲得很高的拋光效率。磨料的濃度會影響拋光效果。拋光鋁實驗中，隨著料膠體Si02濃度的提高，單位面積參與磨削的磨粒數(shù)目增加，所以拋光效率提高，表面刮痕尺寸緩慢增大或基本保持不變;但磨料濃度過大時，拋光液的粘性增大，流動性降低，影響加工表面氧化層的有效形成，導(dǎo)致拋光效率降低。粒的尺寸也會對拋光效果產(chǎn)生影響，磨粒尺寸越小，表面損傷層厚度小。據(jù)統(tǒng)計，在硅片的精拋過程中，每次磨削層的厚度僅為磨粒尺寸的四分之一。為了有效地減小表面粗糙度和損傷層厚度，通常采用小尺寸的膠體硅15?20nm來代替粗拋時的膠體50?70nm;同時通過加強化學(xué)反應(yīng)及提高產(chǎn)物的排除速度來提高拋光效率。