关键词:
化学机械抛光
抛光液
二乙烯三胺
硅衬底
抛光速率
摘要:
为提高硅衬底化学机械抛光(CMP)的去除速率,在硅衬底抛光液中添加哌嗪(PZ)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)、乙醇胺(MEA)4种胺类化合物,对比其对硅片抛光速率促进效果。结果表明,4种胺类化合物对硅片抛光速率的促进作用由高到低依次为DETA、TETA、MEA、PZ;当抛光液pH值为10.5,DETA质量分数为0.25%时,硅片的抛光速率高达1 036 nm/min。为揭示DETA促进硅片CMP速率的机制,对添加DETA的抛光液进行接触角、Zeta电位测试及光电子能谱(XPS)分析。结果发现,DETA一方面促进了硅片表面水解形成Si-OH基团,另一方面降低了抛光液中硅溶胶磨料与硅片表面的静电斥力,增强了机械摩擦作用;DETA氨基上的氮原子与硅片表面的硅原子形成N-Si键,N-Si键的形成导致硅片表面Si-Si键极化,极化的Si-Si键更容易被抛光液中的溶解氧氧化,最后氧化物在摩擦力的作用下被脱离硅片表面。