氧化铝颗粒的表面改性及其在C平面(0001)蓝宝石衬底上的化学机械抛光(CMP)性质(英)

汪为磊^1,2,3，刘卫丽^1,3，宋志棠^1,3，霍军朝^1,3

1. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息材料国家重点实验室纳米技术实验室2. 中国科学院大学

摘 要：为了提高氧化铝颗粒的CMP性能,本工作探索了一种合适的改性方法。同时,为了改善其化学机械性能,通过与其表面羟基的硅烷化化学反应和与Al和仲胺的络合两种作用,用N-（2-氨基乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷表面改性氧化铝颗粒。本工作给出了化学反应机理,即N-（2-氨基乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷接枝到氧化铝表面。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）表征了改性氧化铝颗粒的组成和结构。结果表明:N-（2-氨基乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷已被成功地接枝到氧化铝颗粒的表面,导致改性比未改性的氧化铝颗粒具有更好的化学和机械性能。测试了未改性和改性的氧化铝颗粒在蓝宝石基底上的CMP性能。结果显示:改性氧化铝颗粒比未改性氧化铝颗粒有更高的材料去除速率和更好的表面质量。即,改性氧化铝颗粒在p H=10时比未改性氧化铝颗粒在p H=13.00时表现出更高的材料去除率,这将为减少设备腐蚀提供新思路。

关键词：改性方法;N-（2-氨基乙基）-3-氨基丙基三甲氧基硅烷;化学机械抛光;CMP;氧化铝抛光液;