论文部分内容阅读
化学机械抛光(CMP)作为目前唯一的全局平坦化技术,在ULSI的制备工艺中起着非常重要的作用。CMP的关键技术之一是抛光浆料,抛光浆料的关键技术之一是磨料粒子。复合磨料集中各种单一磨料的优点,改善其缺点,将逐渐成为CMP的一个研究热点。复合磨料包含掺杂型复合磨料和包覆性复合磨料。本论文探求了最佳工艺条件,制备了优质的掺杂型二氧化铈复合磨料,并将其应用于对单晶硅、多晶硅、K9玻璃的化学机械抛光,探讨了提高去除速率的工艺条件和原因。以CeCl3、LaCl3为原料,NH4F为氟化剂,(NH4)2SO4为改性剂,NH4HCO3为沉淀剂,采用化学沉淀法制备了不同掺氟量的二氧化铈复合磨料,利用XRD、 SEM、粒度仪等手段对其物相结构、表面形貌和粒度分布进行了表征,研究了氟化剂、改性剂、沉淀温度、氟化剂的加入方式、焙烧温度等因素对二氧化铈复合磨料粒径大小的影响。结果表明：氟化剂为NH4F、掺氟量为7%、改性剂为(NH4)2SO4、沉淀温度为80℃、沉淀前加入NH4F、焙烧温度为1000℃时所制备的二氧化铈复合磨料振实密度最小,振实密度约为0.68g/cm3,粒径约为350nm,粒子呈球形且分布均匀。将优化了的二氧化铈复合磨料用于工件材料(单晶硅、多晶硅、K9玻璃)的CMP实验,研究了各种因素对工件材料CMP的MRR影响,采用原子力显微镜和扫描电镜观察了抛光表面的微观形貌,并测量了表面粗糙度。结果表明：掺氟量为7%、沉淀温度为80℃、焙烧温度为1000℃的MRR最大；添加(NH4)2SO4比(NH4)2HPO4的MRR大；氟化剂在沉淀之前加入比之后加入的MRR大；MRR随着pH的增大而增大(K9玻璃pH为8时的MRR最大)；MRR随着压力的增大而增大；MRR随着浆料中氢氧化铈质量的增加而减小；MRR随着焙烧时间的延长而增大；抛光后的工件材料表面超平整,无划痕。