润滑与密封

作者：杨啸，王辰伟，王雪洁，王海英，张新颖，杨云点，盛媛慧

单位：河北工业大学电子信息工程学院;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;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;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;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;天津市电子材料与器件重点实验室,,北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司,,北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司,

关键词：化学机械抛光;抛光液;二乙烯三胺;硅衬底;抛光速率

基金：河北省自然科学基金项目（E2019202367）

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。

来源：2025年第1期

《润滑与密封》期刊编辑部

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