纳米SiO<,2>浆料中半导体硅片的化学机械抛光及其应用研究

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前言

第一章文献综述

1.1化学机械抛光技术产生

1.1.1集成电路发展以其对高品质硅片的需求

1.1.2化学机械抛光技术的产生与发展

1.2化学机械抛光技术组成

1.2.1化学机械抛光的主要技术要素

1.2.2化学机械抛光的主要技术指标

1.3化学机械抛光浆料

1.4化学机械抛光理论

1.4.1化学机械抛光中物理模型的提出及局限性

1.4.2化学机械抛光中化学模型的提出及重要性

1.4.3硅片化学机械抛光中的化学反应机理

1.5国内外硅片生产现状

1.6化学机械抛光技术发展中存在的问题

1.7本文研究目的和意义

第二章水相介质中纳米SiO2的分散稳定性能研究

2.1概述

2.1.1纳米SiO2结构

2.1.2纳米SiO2化学机械抛光浆料

2.1.3本章研究内容

2.2实验方法

2.2.1实验原料与试剂

2.2.2实验设备与仪器

2.2.3实验方法

2.3纳米SiO2及其在水介质中的聚沉现象

2.3.1纳米SiO2的表征

2.3.2纳米SiO2在水介质中的聚沉

2.4水相体系纳米SiO2的分散行为与稳定性能

2.4.1 pH值对纳米SiO2颗粒涧湿性的影响

2.4.2 pH值对纳米SiO2浆料稳定性的影响

2.4.3机械搅拌对纳米SiO2浆料稳定性的影响

2.4.4超声分散对纳米SiO2浆料稳定性的影响

2.4.5表面活性剂对纳米SiO2浆料稳定性的影响

2.4.6不同碱对纳米SiO2浆料稳定性的影响

2.5本章小结

第三章纳米SiO2浆料中半导体硅片化学机械抛光电化学研究

3.1概述

3.1.1硅的基本性质及其应用

3.1.2化学机械抛光电化学研究现状

3.1.3本章研究内容

3.2实验方法

3.2.1实验原料与试剂

3.2.2实验仪器与设备

3.2.3实验装置与方法

3.3硅—水体系的电位-pH图

3.4纳米SiO2浆料中硅片的腐蚀成膜特性

3.4.1硅片腐蚀成膜的影响因素

3.4.2硅片的腐蚀成膜机理

3.5纳米SiO2浆料中硅片化学机械抛光过程的电化学行为

3.5.1硅片抛光过程中极化曲线的影响因素

3.5.2硅片抛光过程中腐蚀电位的变化

3.6本章小结

第四章纳米SiO2浆料中半导体硅片化学机械抛光速率研究

4.1 概述

4.1.1化学机械抛光速率研究的意义

4.1.2本章研究内容

4.2实验方法

4.2.1实验原料与试剂

4.2.2实验仪器与设备

4.2.3实验装置与方法

4.3纳米SiO2浆料中硅片化学机械抛光速率的影响因素

4.3.1浆料SiO2固含量的影响

4.3.2抛光压力的影响

4.3.3抛光转速的影响

4.3.4抛光时间的影响

4.3.5浆料pH值的影响

4.3.6浆料H2O2浓度的影响

4.4抛光硅片的表面粗糙度

4.5纳米SiO2浆料中硅片化学机械抛光机理

4.6本章小结

第五章硅片化学机械抛光量子化学计算

5.1概述

5.1.1量子化学及从头计算方法

5.1.2主要量子化学计算软件简介

5.1.3氧化硅水合作用

5.1.4本章研究内容

5.2硅片化学机械抛光量子化学计算

5.2.1 Si(111)簇模型的建立

5.2.2硅片化学机械抛光过程中的化学反应路径

5.2.3硅片化学机械抛光过程中不同碱与反应产物的相互作用能

5.2.4硅片化学机械抛光过程中水合反应的热力学常数

5.3本章小结

第六章新型纳米SiO2浆料用于半导体硅片化学机械抛光的工业试验

6.1概述

6.1.1硅片加工过程

6.1.2新型纳米SiO2抛光浆料工业试验的意义

6.1.3本章研究内容

6.2试验方法

6.2.1试验材料和试剂

6.2.2抛光设备

6.2.3检测与分析仪器

6.2.4试验方法

6.3试验结果与讨论

6.3.1硅片粗抛速率

6.3.2硅片抛光质量

6.4本章小结

第七章结论

参考文献

附录1北京有研硅股工业试验抛光硅片表面颗粒数检测结果

附录2北京有研硅股工业试验抛光硅片表面抛光雾检测结果

附录3北京有研硅股工业试验报告

致谢

攻读博士学位期间的主要业绩