为什么选二氧化硅抛光液抛硅晶片

在半导体芯片集成芯片的生产过程中，通过光刻工艺将电路器件印刷在具有电路布局结构的硅片上。集成电路芯片的集成度越来越高，芯片电路布局的横向和纵向扩展也越来越多。在水平方向上，电路布局越密集，相邻两个电路之间的距离就越短；在垂直方向上，相互连接的金属层的数量不断增加，从起初的三层、四层，发展到现在的十一、十二层。 

这些工艺都需要光刻，而光刻工艺的质量很大程度上取决于硅片的表面特性。硅片表面的起伏和杂质污染会造成光刻工艺中的缺陷，甚至造成产品报废。未经平面化的晶圆会影响芯片的电路布局结构。为保证产品质量，化学机械抛光（CMP）技术成为当前主流的抛光方式。其原理是一种将化学腐蚀和机械去除相结合的加工技术。它是机械加工中可以实现整体表面平面化的技术。 .在实际制造中，其主要作用是通过机械研磨和化学液体溶解“腐蚀”的综合作用，对被研磨物体（半导体）进行研磨和抛光。在这个过程中，抛光液是完成CMP的主要力量。抛光液主要含有化学药剂和超细固体抛光颗粒。化学试剂的成分、浓度、pH值、抛光颗粒的种类和大小、抛光液的流速和流路等都会影响CMP的加工质量。

用二氧化硅（SiO2）抛光液抛光：

碱性SiO2胶体浆料利用碱与硅的化学腐蚀反应生成可溶性硅酸盐，并通过吸附小、软、大比表面积、带负电荷的SiO2胶体颗粒，在抛光垫和硅片之间产生机械作用硅片的摩擦能及时去除反应产物，使它们在硅片表面得到连续的化学和机械抛光。同时借助SiO2的吸附活性和碱的化学清洗作用，达到去除硅片表面损伤层和污染杂质的抛光目的。 

二氧化硅（SiO2）抛光液的优点是：①SiO2的硬度与硅相近（莫氏硬度为7）； ②粒度细，约0.01~0.1um，所以抛光面损伤层很小，抛光面氧化诱发的堆垛层错基本小于100个/cm2，可满足大规模和超大规模集成电路。因此，它已基本取代了上述两种化学机械抛光方法。 

凭借这些优势，二氧化硅（SiO2）胶体抛光液不仅可以抛光单晶硅片，还可以抛光层间电介质（ILD）、绝缘体、导体、镶嵌金属（W、Al、Cu、Au）、多晶硅和氧化硅通道。此类材料经过平面化处理，还广泛应用于薄膜存储盘、微电子机械系统（MFMS）、先进陶瓷、磁头、机械磨料、精密阀门、光学玻璃、金属材料等表面加工领域。本期分享就到这里了，感谢大家的关注和支持，下期见……