化学机械抛光液概述

  1背景
    化学机械抛光(简称CMP)，是提供超大规模集成电路(ULSI)制造过程中表面平坦化的一种新技术；CMP 过程是一个动态的微细加工过程，在该过程中，抛光液中的化学组分与工件发生反应，在工件加工表面形成一层很薄、结合力较弱的生成物;而抛光液中的磨粒在压力和摩擦作用下对工件表面进行微量去除。此外，抛光过程抛光液还通过在抛光区域形成流体膜以及带动磨粒在抛光区运动影响抛光过程。
  2CMP抛光液常见组分

    CMP抛光液一般由去离子水、磨料、pH值调节剂、氧化剂以及分散剂等添加剂组成；

  1)磨料

     磨料在抛光过程中主要通过微切削、微划擦、滚压等方式作用于工件被加工表面，去除表面材料。理想的CMP过程是磨料的机械去除表面材料厚度等于化学反应生成物层厚度；

  2)pH值调节剂

    抛光液中常常添加一些化学试剂用于调节抛光液的pH值，以保证抛光过程化学反应的进行，CMP 抛光液一般分为酸性和碱性两大类.

    酸性抛光液最早是由化学腐蚀液改进而来的，具有溶解性强、氧化剂选择范围大、抛光效率高等优点，常用于金属材料的抛光。酸性抛光液的pH值一般为4左右，可通过加入有机酸作为pH 调节剂; 
   碱性抛光液具有选择性高、腐蚀性弱等优点，一般用于非金属材料的抛光。碱性抛光液的pH 值往往在10～11.5范围内，常采用添加无机碱如KOH、NaOH或NH4OH等作为pH值调节剂.

 3)氧化剂
   在抛光过程中，为了能够较快地在抛光表面形成一层结合力弱的氧化膜，有利于后续的机械去除，常常会在抛光液中添加氧化剂。在氧化剂的氧化腐蚀和磨料的研磨共同作用下，被加工表面可达到高质量的全局平坦化效果.，常用氧化剂为过氧化氢、溴水、硝酸。

 4)分散剂
  一般来说，对抛光液的基本要求是磨粒均匀地悬浮分散在抛光液中，且具有足够的分布稳定性。所以在抛光之前有必要对抛光液进行过滤，滤掉磨料聚集产生的微量大尺寸磨料颗粒。然而，过滤并不能全部消除这种聚集现象，因为在抛光的实际过程中，工艺参数的变化会导致磨料的软聚集，从而影响工件表面的抛光效果。因此，往往需在抛光液中添加分散剂来提高抛光液的分散稳定性，以减少溶液中磨料粒子团聚。

 5)表面活性剂

   在抛光液中加入合适的表面活性剂，能够改善抛光液的分散稳定性，使分散剂吸附在磨粒的表面，从而改变磨粒的表面性质，增强了颗粒间的排斥作用。