酸性氧化铝纳米颗粒的稳定性研究及在化学机械抛光中的应用

发布时间：2023-06-03 09:45

　　随着第三代半导体材料SiC的广泛应用,工业上对其表面平整度提出了更高的要求,而目前为止,化学机械抛光是唯一能实现碳化硅晶圆表面光滑平整无缺陷的技术。化学机械抛光是一个复杂的工艺过程,易受抛光液pH、氧化剂、抛光参数、电解质等等多种因素的影响,其中,磨料及其稳定性是最主要的影响因素。抛光过程中由于抛光或者研磨导致的划痕是造成表面缺陷的主要因素。而划痕与磨料的硬度和稳定性密切相关。如果磨料的硬度过硬,则会对晶圆表面造成划痕、斑点等一系列不可逆转的缺陷,而如果磨料太软,则无法将不平整的材料移除。此外,磨料颗粒发生聚集形成大的聚集颗粒,即使只有极少量的大聚集颗粒也会造成晶圆的表面划痕。因此,选择合适硬度的磨料并使其稳定分散是化学机械抛光的首要问题。目前,碳化硅CMP中常用的是碱性氧化硅抛光液。由于Si02磨料硬度较低,材料移除率过低,造成抛光时间长、成本高等一系列缺点,因此,硬度仅次于SiC的氧化铝磨料(莫氏硬度9)就成为研究的热点。目前,对氧化铝水分散体系稳定性的研究主要集中在碱性条件下研究,对低pH(酸性)尤其是强氧化剂存在下的稳定性研究较少。由于SiC的强化学惰性,为强化CMP中的化学氧...

【文章页数】：143 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景及立题意义
    1.2 CMP简介
    1.3 纳米颗粒分散稳定性
    1.4 碳化硅化学机械抛光液的研究进展
    1.5 本文主要内容
    参考文献
第二章 酸性氧化铝磨料在氧化剂溶液中的分散稳定性
    2.1 引言
    2.2 仪器和药品
        2.2.1 主要仪器及设备
        2.2.2 原料及试剂
    2.3 实验方法
        2.3.1 氧化铝的处理
        2.3.2 氧化铝等电点的测定
        2.3.3 临界聚沉盐浓度的测定
        2.3.4 硝酸铝对氧化铝的影响
        2.3.5 颗粒在盐溶液中的稳定性评价
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 氧化铝的表征
        2.4.2 硝酸铝的影响
        2.4.3 盐和氧化剂的影响
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 氧化铝-氧化硅及氧化铝-氧化锰体系稳定性
    3.1 引言
    3.2 仪器和药品
        3.2.1 主要仪器及设备
        3.2.2 原料及试剂
    3.3 实验方法
        3.3.1 氧化铝、氧化硅的处理
        3.3.2 氧化硅吸附对氧化铝稳定性的影响
        3.3.3 锰化合物的生成对体系稳定性的影响
        3.3.4 硝酸铝的影响
        3.3.5 体系稳定性评价
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 氧化硅对氧化铝分散体系稳定性影响
        3.4.2 锰氧化物的生成对氧化铝分散稳定性的影响
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 酸性氧化铝抛光液在碳化硅化学机械抛光中的应用
    4.1 引言
    4.2 仪器和药品
        4.2.1 主要仪器及设备
        4.2.2 原料及试剂
    4.3 实验内容
        4.3.1 氧化铝抛光液配制
        4.3.2 氧化剂的配制
        4.3.3 化学机械抛光
    4.4 结果与讨论
        4.4.1 高锰酸钾浓度对抛光性能的影响
        4.4.2 硝酸铝对抛光性能的影响
    4.5 本章小结
    参考文献
论文的创新性和不足
致谢
硕士期间发表论文情况
附件
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3829100