润滑与密封

作者：王雪洁，王辰伟，罗翀，周建伟，陈志博，杨啸，刘德正

单位：河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,,河北工业大学电子信息工程学院;河北工业大学天津市电子材料与器件重点实验室,

关键词：单晶硅;化学机械抛光;颗粒沾污;表面质量;去除速率

基金：河北省自然科学基金项目（E2019202367）

针对单晶硅精抛后存在沾污等缺陷，目前采用的高分子聚合物添加剂存在泡沫多或是大幅度影响去除速率等问题，选取高分子聚合物聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)作为抛光液添加剂。在SiO2磨料质量分数为0.5%且抛光液pH为10.5的条件下，研究不同质量分数的PVA对单晶硅（Si）精抛的影响，并通过拉曼光谱、XPS分析PVA的吸附方式及其作用机制。大颗粒粒度仪、接触角测量仪以及AFM和SEM分析结果表明，单晶硅精抛光液中加入PVA可以提高抛光液的润湿性，降低硅表面的颗粒沾污，提高抛光后的表面质量；拉曼光谱、XPS表征结果表明，抛光液中加入PVA会生成更多的Si-OH，保护了Si表面，减少了Si表面的颗粒数量，改善了硅表面的表面质量；在单晶硅精抛光液中加入PVA，可以满足集成电路单晶硅CMP精抛的去除速率的要求，并且能够大幅降低硅表面的颗粒沾污；当PVA质量分数为0.15%时，单晶硅精抛的去除速率为210 nm/min且抛光后的表面颗粒数量下降95%以上，具有较好的表面质量（Sq=0.326 nm）。

来源：2025年第4期

《润滑与密封》期刊编辑部

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