在微電子工業(yè)領(lǐng)域，離不開單晶硅、砷化鎵晶體、藍(lán)寶石、碳化硅等半導(dǎo)體材料。而為了保證在集成電路元器件的制造過程中的產(chǎn)品性能合格，工藝上會(huì)要求前道工藝的產(chǎn)品晶圓具有無表面損傷和無亞表層缺陷的高質(zhì)量超光滑基材表面。

無瑕疵、光潔的藍(lán)寶石基片

由于常用的半導(dǎo)體材料質(zhì)地硬且脆，加工中極易產(chǎn)生脆裂而導(dǎo)致裂紋，因此欲將其加工至平整光潔，需尋找合適的方法。而到目前為止，沒有哪一種比化學(xué)拋光（CMP）技術(shù)更適合用于集成電路芯片的超精密加工的方法了。

作為被公認(rèn)的唯一的全局平面化技術(shù)，CMP技術(shù)結(jié)合了超細(xì)粒子的機(jī)械研磨作用與氧化劑的化學(xué)腐蝕作用，能使人們獲得比以往任何平面加工更加出色的表面形貌變化。其中，拋光液是CMP技術(shù)的關(guān)鍵之一（組成：磨料粒子、腐蝕介質(zhì)和助劑），其性能直接影響著被拋光工件的表面質(zhì)量，目前國(guó)內(nèi)外常用的有SiO₂膠體拋光液、CeO₂拋光液、Al₂O₃拋光液、納米金剛石拋光液等。

為了對(duì)拋光液做進(jìn)一步的了解及獲得素材，小編聯(lián)系到了本次氧化鋁會(huì)議的參會(huì)人員之一——湖南皓志科技股份有限公司（皓志科技）的紀(jì)經(jīng)理。據(jù)他介紹，皓志科技擁有包括稀土拋光粉、稀土拋光液、SiO₂拋光液、ZrO₂拋光液、Al₂O₃研磨液、金剛石研磨液、碳化硼研磨液等在內(nèi)的數(shù)十種拋光產(chǎn)品，頗受海內(nèi)外歡迎。下面便以這系列拋光產(chǎn)品為例，細(xì)數(shù)它們?cè)趹?yīng)用中一些的特點(diǎn)。

SiO₂膠體拋光液

SiO₂膠體拋光液是以高純度的硅粉或者水玻璃為原料，經(jīng)過特殊工藝生產(chǎn)的一種高純度金屬離子型拋光產(chǎn)品，廣泛用于多種材料的高平坦化拋光，如硅片、化合物晶體、金屬、寶石等的拋光加工。

根據(jù)下游應(yīng)用的不同，SiO₂拋光液的磨料粒徑及pH值可進(jìn)行調(diào)整（圖：皓志科技）

SiO₂的硬度和硅片的硬度相近，因此，對(duì)半導(dǎo)體硅片進(jìn)行精拋光時(shí)，磨削層的厚度僅為磨料粒子尺寸的四分之一。一般的生產(chǎn)情況下，除了通過提高產(chǎn)物的排除速率和加強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)來提高拋光效率外，還會(huì)在精拋時(shí)采用納米級(jí)的SiO₂膠體來進(jìn)一步減小表面粗糙度和損傷層的深度。

稀土拋光液

氧化鈰拋光粉主要成份為二氧化鈰（CeO₂），其次分別為氧化鑭（La₂O₃）、氧化鐠（Pr₂O₃）、氧氟化鑭（LaOF），此外還含有微量的氧化硅、氧化鋁和氧化鈣，是玻璃拋光的通用磨削材料。

兩種不同型號(hào)的稀土拋光液，區(qū)別在于稀土的組成及占比

（圖：皓志科技）

隨著工件尺寸的縮小，傳統(tǒng)的硅容易在尺寸較大的集成電路淺溝槽隔離(Shallow Trench Isolation，STI)處形成蝶形缺陷。而以二氧化鈰作為研磨顆粒的第二代拋光液，具有高選擇性和拋光終點(diǎn)自動(dòng)停止的特性，配合粗拋和精拋，能夠十分有效地解決第一代STI工藝缺點(diǎn)，是目前重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)品類型之一。不過由于鈰屬于稀有金屬，并且二氧化鈰提純難度大，因此價(jià)格較為昂貴。此外，二氧化鈰的粒度是影響拋光效果的關(guān)鍵參數(shù)之一，因此納米級(jí)二氧化鈰的制備及應(yīng)用成為了當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一。

Al₂O₃拋光液

藍(lán)寶石晶片作為最常用的一種襯底材料之一，它的拋光成為了關(guān)注的焦點(diǎn)。由于α-Al₂O₃的硬度高，穩(wěn)定性好，因此它在處理藍(lán)寶石時(shí)，與SiO₂等軟質(zhì)磨料相比在去除速率上有著明顯的優(yōu)勢(shì)。除此之外，Al₂O₃拋光液還十分適用于光學(xué)鏡頭、單芯光纖連接器、微晶玻璃基板、晶體表面等的精密拋光，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。

優(yōu)秀的Al₂O₃拋光液應(yīng)具有顆粒分散均勻，不團(tuán)聚，懸浮性好等特點(diǎn)

（圖：皓志科技）

最后，紀(jì)經(jīng)理坦言，雖然皓志科技的Al₂O₃拋光液性能優(yōu)異，使用效果出色，但由于所使用的氧化鋁原料均從國(guó)外進(jìn)口，訂貨周期較長(zhǎng)，因此為了提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，他希望能夠通過參加這次蘇州氧化鋁會(huì)議，了解更多關(guān)于氧化鋁粉體的知識(shí)，并與更多的國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)氧化鋁供應(yīng)商結(jié)識(shí)。有興趣的朋友，請(qǐng)不要錯(cuò)過這次機(jī)會(huì)了，或許這將是一段“佳話”的開始！

粉體圈 作者：小榆