納米氧化鈰在CMP拋光的應用

納米二氧化鈰（VK-Ce01，VK-Ce02）粒徑分別是30nm、50nm，可以做納米氧化鈰拋光液）是一種重要的稀土化合物。呈淡黃或微黃色粉末。密度7.13g/cm3。熔點2397℃。不溶于水和堿，微溶于酸。其性能是優異的拋光材料、催化劑、催化劑載體（助劑）、紫外線吸收劑、燃料電池電解質、汽車尾氣吸收劑、電子陶瓷材料等。納米級的二氧化鈰（VK-Ce01,30nm）可以直接影響到材料的性能，比如：超細納米氧化鈰加入到陶瓷中，可以降低陶瓷的燒結溫度，**晶格生長，提高陶瓷的致密性。納米級的比表面積大可以更好的提高催化劑的催化活性。它的變價特性使其具有很好的光電性能，可摻雜在其它半導體材料中進行改性，提高光量子遷移效率，改善材料的光致激發作用。

    納米氧化鈰的在CMP拋光的應用

CMP全稱為Chemical Mechanical Polishing，化學機械拋光，是半導體晶片表面加工的關鍵技術之一。其中單晶硅片制造過程和前半制程中需要多次用到化學機械拋光技術。yu此前普遍使用的機械拋光相比，化學機械拋光能使硅片表面變得更加平坦，并且還具有加工成本低及加工方法簡單的優勢，因而成為目前**為普遍的半導體材料表面平整技術。

化學機械拋光采用將機械摩擦和化學腐蝕相結合的工藝：

化學腐蝕 – 拋光液：首先是介于工件表面和拋光墊之間的拋光液中的氧化劑、催化劑等于工件表面材料進行化學反應，在工件表面產生一層化學反應薄膜；機械摩擦 – 拋光墊：然后由拋光液中的磨粒和由高分子材料制成的拋光墊通過機械作用將這一層化學反應薄膜去除，使工件表面重新裸露出來，然后再進行化學反應。整個過程是化學作用yu機械作用的交替進行，**終完成對工件表面的拋光，速率慢者控制拋光的速率。CMP包括三道拋光工序，主要運用到的材料包括拋光墊、拋光液、蠟、陶瓷片等。不同工序根據目的的不同，分別需要不同的拋光壓力、拋光液組分、pH值、拋光墊材質、結構及硬度等、CMP拋光液和CMP拋光墊是CMP工藝的核心要素，二者的性質影響著表面拋光質量。而在CMP環節之中，也存在著各式不同的類別，例如鎢/銅及其阻擋層鋁、STI、ILD 等。STI即淺溝槽隔離層，他的作用主要是用氧化層來隔開各個門電路，使各門電路之間互不導通。STICMP這就是將晶圓表面的氧化層磨平，**終正好使SIN暴露出來。OxideCMP包括了ILDCMP及IMDCMP，主要是將氧化鈰，氧化硅（Oxide）磨平至一定厚度，實現平坦化。在鎢、銅、Poly等各CMP環節之中，其實本質上都是將電門之間的縫隙填充完后，對于不同部分的研磨，使晶圓表面實現平坦化或者使需要暴露出來的材質正好暴露在外。

氧化鈰（VK-Ce01）的拋光機制

納米氧化鈰（VK-Ce01，30nm）顆粒的硬度并不高，氧化鈰的硬度遠低于金剛石、氧化鋁，也低于氧化鋯和氧化硅，yu三氧化二鐵相當。因此僅從機械方面來看，以低硬度的氧化鈰去拋光基于氧化硅的材料，如硅酸鹽玻璃、石英玻璃等，是不具有技術可行性的。但是氧化鈰（VK-Ce01）卻是目前拋光優于氧化硅材料甚至氮化硅材料的拋光粉。可見氧化鈰拋光粉還具有機械作用之外的其他作用。常用研磨、拋光材料的硬度材料金剛石在CeO2晶格中通常會出現氧空位使得其理化性能發生變化，并對拋光性能產生一定的影響。常用的氧化鈰拋光粉（VK-Ce01）中均含有一定量的其他稀土氧化物，氧化鐠（Pr6O11）也為面心立方晶格結構，可適用于拋光，而其他鑭系稀土氧化物沒有拋光能力，它們可在不改變CeO2晶體結構的條件下，在一定范圍內yu之形成固溶體。對高純納米氧化鈰拋光粉（VK-Ce01）而言，納米氧化鈰（VK-Ce01）的純度越高,拋光能力越大,使用壽命也增加,特別是硬質玻璃和石英光學鏡頭等長時間循環拋光時,以使用高純度的氧化鈰拋光粉（VK-Ce01）為宜。

1、半導體芯片制程CMP拋光

30-50納米球形氧化鈰（VK-Ce01）用于半導體芯片制程：主要應用于芯片制程中氧化硅薄膜、集成電路STI(淺溝槽隔離層)CMP

STI目前已成為器件之間隔離的關鍵技術，目前已取代LOCOS(硅的局部氧化)技術。其主要步驟包括在純硅片上刻蝕淺溝槽、進行二氧化硅沉積、后用CMP技術進行表面平坦化。目前的研究表明采用納米氧化鈰（VK-Ce01）作為CMP磨料，在拋光效率及效果上均優于其他產品。

2 硅薄膜CMP

<100納米球形氧化鈰（VK-Ce01）用于單晶硅片表面CMP及多晶硅CMP

根據研究表明，納米氧化鈰分散液（VK-Ce30W）對硅片有著較強的氧化性，這樣硅片表面會形成很薄的一層氧化層，有利于提高拋光效率及得到很低的表面粗糙度使產品表面光亮有達到鏡面效果。而且納米氧化鈰拋光液（VK-Ce30W）中不用加入雙氧水等腐蝕液及有機堿類材料，這樣拋光液更符合環保要求。國內正在大規模興建8和12英寸單晶硅片生產線，然而目前各類尺寸晶圓的拋光液材料嚴重依賴進口，本產品納米氧化鈰拋光液（VK-Ce01W）可以擺脫依賴進口的CMP拋光液。

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