催化剂浓度对6H-SiC晶片Si面化学机械抛光性能的影响

• 作者: 倪自丰 滕康 白亚雯 钱善华 陈国美
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 碳化硅 化学机械抛光 催化剂 材料去除率 表面粗糙度 粒径分布
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 所属期刊栏目: 表面质量控制及检测
• 页码范围: 291-296
• 页数: 6页
• 分类号: TG356.28
• 字数: 3833字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.03.039

摘要

目的 提高6H-SiC晶片Si面化学机械抛光(CMP)的材料去除率(MRR),改善其抛光表面质量.方法 使用含有不同Cu2+浓度和甘氨酸形成的配合物作为催化剂、H2O2作为氧化剂的抛光液,对6H-SiC晶片Si面进行CMP.使用精密天平称量SiC晶片抛光前后的质量,计算其MRR.使用AFM观测SiC晶圆表面,测其表面粗糙度(Ra).使用Zeta电位仪测量在不同Cu2+浓度下纳米氧化硅磨粒的Zeta电势和粒径分布.使用摩擦磨损试验机测量不同Cu2+浓度时SiC晶圆的摩擦系数.对比不同压力和转速在CMP中对SiC的MRR和Ra的影响.结果随着Cu2+浓度的增大,MRR先增大后减小,在Cu2+体积浓度为300μmol/L时,MRR有最大值,为82 nm/h,此时,Ra为0.156 nm;相比之下,不加入Cu2+-甘氨酸配合物的MRR为62 nm/h,Ra为0.280 nm.同时,随着Cu2+浓度的增大,一方面,溶液中磨粒的Zeta电势绝对值不断减小,但高于不加入Cu2+-甘氨酸配合物时的Zeta电势绝对值;另一方面,其平均粒径逐渐增大,但低于不加入Cu2+-甘氨酸配合物时的平均粒径(104.0 nm).另外,随着Cu2+浓度的增大,SiC晶圆的摩擦系数先增大后减小,在300μmol/L时达到最大,为0.6137.最后,随着压力的增大,MRR不断增加,但压力过大,使得Ra增大.随着抛光盘转速的增大,MRR先增大后减小,Ra无明显变化,在120 r/min时,MRR有最大值,为96 nm/h,Ra为0.161 nm.结论Cu2+-甘氨酸配合物作为催化剂能够加快SiC化学机械抛光中的化学氧化速率,从而提高MRR,并且能够提高抛光液分散稳定性,改善SiC晶圆表面质量.另外,增大抛光压力可以增强机械磨削作用,提高MRR,但压力过大,会损伤晶片表面.抛光盘转速的增大也可以提高MRR,但其过大则会使抛光液外溅,降低化学作用,导致MRR降低.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	倪自丰	江南大学机械工程学院	52	102	5.0	6.0
2	钱善华	江南大学机械工程学院	36	52	4.0	4.0
3	陈国美	无锡商业职业技术学院机电技术学院	7	11	2.0	3.0
4	滕康	江南大学机械工程学院	3	3	1.0	1.0
5	白亚雯		1	0	0.0	0.0