硅是到目前为止最重要的半导体材料,在作为衬底之前需要平坦化。化学机械抛光(CMP)是目前唯一的全局平坦化方法。硅的CMP分为粗抛与精抛两步。粗抛的目的是去除损伤层,要求是有快的抛光速率,同时表面粗糙度降低到一定水平。精抛的目的是去除所有缺陷,要求是表面达到原子级的粗糙度与平整度。在这两种抛光中,抛光液起到非常重要的作用。但是随着集成电路技术节点的不断减小和硅片尺寸的不断增大,现行的抛光液难以满足要求;另外国内电子级抛光液全部依赖进口。为了打破这种瓶颈,本文基于研究各种添加剂对提高硅抛光速率和降低表面粗糙度的作用,配制粗抛与精抛液,取得了以下成果。　　 1.硅粗抛的速率提升作用分析。结果表明加入KF、EDA和有机胺等能够提高抛光速率。通过测试添加剂加入后对硅的电化学反应、硅在KF和EDA溶液中浸没后的表面元素化学态以及添加剂加入后磨料的变化,得出硅的速率提高在于Si-Si键的极化、添加剂对产物的反应以及在硅溶胶和硅片之间形成桥键。　　 2.硅精抛的粗糙度降低作用分析。结果表明加入HEC、含极性键多分子、双氧水以及有些表面活性剂能够有效的降低硅的粗糙度。通过测试这些添加剂加入后对硅的电化学反应影响、添加剂在硅表面和磨料的之间的作用,得出硅的粗糙度降低在于添加剂或者添加剂与硅的反应物能够保护硅表面的凹点(valley)不被腐蚀。　　 3.硅片粗抛液的配制。取得了速率较快、循环稳定性维持在12小时基本不变、表面缺陷少的抛光液。通过循环实验中对硅溶胶pH值变化以及添加剂的研究,得出抛光液的循环寿命与pH值的变化和添加剂的量有关。　　 4.配制出三种用于工业应用的硅粗抛液。结果表明抛光液性能符合厂家要求。通过前面的实验,考虑到抛光液的可配问题、添加剂的量、硅溶胶的稳定性、循环寿命、pH值稳定性等问题,成功配置了三种抛光液,在厂家应用,得到了比较好的效果。　　 5.精抛的中试。得到了0.31nm粗糙度表面。根据前述的结果,添加表面活性剂、高聚物等成功配制一种精抛液,得到比较好的中试结果。