控制三角形亚微米尺寸CeO2及其抛光性能的合成
Xingzi Wang1,2,3, Ning Wang1,2,3, Zhenyu Zhang1,2,3
1National Engineering Research Center for Rare Earth, GRIREM Advanced Materials Co., Ltd., Beijing 100088, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 11, 2024
概括
新的三角形二氧化 (CeO2) 磨料被合成用于化学机械抛光 (CMP). 优化的形态,而不仅仅是Ce3+度,显著提高了抛光性能,挑战了传统的方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 二氧化 (CeO2) 是半导体制造的化学机械抛光 (CMP) 中的关键磨料.
- 抛光性能受到CeO2特性的影响,如形态,颗粒大小,晶度和Ce3+度.
- 目前的CMP泥开发通常集中在较小的球形磨砂颗粒上.
研究的目的:
- 合成具有可控形态和Ce3+度的新型CeO2磨料.
- 研究CeO2形态与Ce3+度对抛光性能的影响.
- 为了比较合成的CeO2磨砂剂与商业泥的性能.
主要方法:
- 使用高度原材料进行微波辅助的热水合成.
- 合成了两种新的三角形CeO2磨料类型,具有相似的颗粒大小 (600nm),但不同的形态和Ce3+度.
- 磨砂性能的表征和Si晶片的抛光性能的评估.
主要成果:
- 合成的三角形CeO2磨料实现了324nm/min的高抛光率.
- 在200°C合成的CeO2,尽管Ce3+度较低,但显示出优越的抛光性能.
- 在用合成的CeO2.2抛光后,Si晶片的表面粗度 (Sa) 减少了3.6%.
- 合成的CeO2磨砂剂的性能优于商业抛光泥.
结论:
- 在CMP过程中,CeO2磨砂形态在机械效应中发挥着主导作用,即使具有相似的颗粒大小.
- 高Ce3+度并不是优越抛光性能的唯一决定因素.
- 优化的CeO2形状和颗粒大小在CMP中提供了材料去除率和表面粗度之间的更好的平衡,这表明非球形磨料是可行的.
