抛光技术及抛光液.docx

1、1抛光技术及抛光液抛光技术及抛光液一、抛光技术一、抛光技术最初的半导体基片（衬底片）抛光沿用机械抛光、例如氧化镁、氧化锆抛光等，但是得到的晶片表面损伤是及其严重的。直到 60 年代末，一种新的抛光技术化学机械抛光技术 （CMP Chemical Mechanical Polishing ） 取代了旧的方法。CMP 技术综合了化学和机械抛光的优势：单纯的化学抛光，抛光速率较快，表面光洁度高，损伤低，完美性好，但表面平整度和平行度差，抛光后表面一致性差；单纯的机械抛光表面一致性好， 表面平整度高， 但表面光洁度差， 损伤层深。化学机械抛光可以获得较为完美的表面，又可以得到较高的抛光速率，得到的平整

2、度比其他方法高两个数量级， 是目前能够实现全局平面化的唯一有效方法。依据机械加工原理、半导体材料工程学、物力化学多相反应多相催化理论、表面工程学、半导体化学基础理论等，对硅单晶片化学机械抛光（CMP）机理、动力学控制过程和影响因素研究标明，化学机械抛光是一个复杂的多相反应，它存在着两个动力学过程：（1）抛光首先使吸附在抛光布上的抛光液中的氧化剂、催化剂等与衬底片表面的硅原子在表面进行氧化还原的动力学过程。这是化学反应的主体。（2）抛光表面反应物脱离硅单晶表面，即解吸过程使未反应的硅单晶重新裸露出来的动力学过程。它是控制抛光速率的另一个重要过程。硅片的化学机械抛光过程是以化学反应为主的机械抛光过

3、程，要获得质量好的抛光片，必须使抛光过程中的化学腐蚀作用与机械磨削作用达到一种平衡。 如果化学腐蚀作用大于机械抛光作用，则抛光片表面产生腐蚀坑、桔皮状波纹。如果机械磨削作用大于化学腐蚀作用，则表面产生高损伤层。二、蓝宝石研磨液二、蓝宝石研磨液蓝宝石研磨液（又称为蓝宝石抛光液）是用于在蓝宝石衬底的研磨和减薄的研磨液。蓝宝石研磨液由优质聚晶金刚石微粉、复合分散剂和分散介质组成。2蓝宝石研磨液利用聚晶金刚石的特性， 在研磨抛光过程中保持高切削效率的同时不易对工件产生划伤。可以应用在蓝宝石衬底的研磨和减薄、光学晶体、硬质玻璃和晶体、超硬陶瓷和合金、磁头、硬盘、芯片等领域的研磨和抛光。蓝宝石研磨液在蓝宝

4、石衬底方面的应用：1. 外延片生产前衬底的双面研磨：多用蓝宝石研磨液研磨一道或多道，根据最终蓝宝石衬底研磨要求用 6um、3um、1um 不等。2. LED 芯片背面减薄为解决蓝宝石的散热问题，需要将蓝宝石衬底的厚度减薄，从 450nm 左右减至 100nm 左右。主要有两步：先在横向减薄机上，用 50-70um 的砂轮研磨磨去 300um 左右的厚度； 再用抛光机 （秀和、 NTS、 WEC 等） 针对不同的研磨盘（锡/铜盘） ，采用合适的蓝宝石研磨液（水/油性）对芯片背面抛光，从 150nm 减至100nm1左右。三、蓝宝石抛光液三、蓝宝石抛光液蓝宝石抛光液是以高纯度硅粉为原料， 经特殊工

5、艺生产的一种高纯度低金属离子型抛光产品。蓝宝石抛光液主要用于蓝宝石衬底的抛光。 还可广泛用于多种材料纳米级的高平坦化抛光，如：硅片、化合物晶体、精密光学器件、宝石等的抛光加工。蓝宝石抛光液的特点：1.高抛光速率，利用大粒径的胶体二氧化硅粒子达到高速抛光的目的。2.高纯度（Cu 含量小于 50 ppb） ，有效减小对电子类产品的沾污。3.高平坦度加工，蓝宝石抛光液是利用 SiO2 的胶体粒子进行抛光，不会对加工件造成物理损伤，达到高平坦化加工。蓝宝石抛光液根据 pH 值的不同可分为酸性抛光液和碱性抛光液。蓝宝石抛光液的型号：碱性型号（pH:9.80.5） ：SOQ-2A、SOQ-4A、SOQ-6A、SOQ-8A、SOQ-10A、SOQ-12D酸性型号 （pH:2.80.5） ： ASOQ-2A、 ASOQ-4A、 ASOQ-6A、 ASOQ-8A、 ASOQ-10A、ASOQ-12D3粒径(nm)： 1030 3050 5070 7090 90110 110130外观： 乳白色或半透明液体比重 1.150.05组成 SiO2：1530%Na2O：0.3%重金属杂质 ：50 ppb