化學機械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)技術是提供全局平坦化的表面精加工技術，其中抛光液是CMP技術中的關鍵因素。抛光液主要由磨料、溶劑和添加劑組成，其種類、性質、粒徑大小、顆粒分散度及穩定性等與*終抛光效果密切相關。

<目前市場上使用*為廣泛的幾種磨料是SiO2、CeO2、Al2O3。其中，SiO2抛光液選擇性、分散性好，機械磨損性能較好，化學性質活潑，并且後清洗過程處理較容易；缺點為在抛光過程中易産生凝膠，對硬底材料抛光速率低。CeO2抛光液的優點是抛光速率高，材料去除速率高；缺點是黏度大、易劃傷，且選擇性不好，後續清洗困難。Al2O3抛光液的缺點在于選擇性低、分散穩定性不好、易團聚等，但對于硬底材料藍寶石襯底等卻具有優良的去除速率。

Al2O3抛光液簡介

Al2O3抛光液簡介：α-氧化鋁（剛玉）的硬度高，穩定性好，納米級的氧化鋁适用于光學鏡頭、單芯光纖連接器、微晶玻璃基闆、晶體表面等的精密抛光，應用相當廣泛。當前，以高亮度GaN基藍光LED為核心的半導體照明技術在照明領域引起了很大的轟動，并成為全球半導體領域研究的熱點。但GaN很難制備，必須在其它襯底晶片上外延生長薄膜，如藍寶石晶片或碳化矽晶片，因此晶片的抛光也成為關注的焦點。

近年來，國際上采用了一種新的工藝，即用Al2O3抛光液一次完成藍寶石、碳化矽晶片的研磨和抛光，大大提高抛光效率。不過，由于納米α-氧化鋁的硬度很高，因此抛光時易對工件表面造成嚴重的損傷；而且納米氧化鋁的表面能比較高，粒子易團聚，也會造成抛光工件的劃痕、凹坑等表面缺陷。近年來對氧化鋁抛光液的研究主要集中在納米磨料制備、氧化鋁顆粒表面改性、氧化鋁抛光液混合應用等方面。

Al2O3抛光液磨料的制備

<在化學機械抛光中使用的氧化鋁磨料，常選用硬度大、性能穩定、不溶于水、不溶于酸堿的納米α-Al2O3。作為化學機械抛光磨料，氧化鋁顆粒的大小、形狀、粒度分布都影響抛光效果。在LED行業，CMP抛光液中常選用粒徑50∼200 nm、粒徑分布均勻的納米α-Al2O3。近年來對α-Al2O3磨料顆粒的研究主要集中在納米級球形顆粒的制備上。常見制備方法有以下幾種。

固相法。其中的硫酸鋁铵熱解法、改良拜爾法、爆炸法等是比較成熟的制備方法。固相法制備超細粉體的流程簡單，無需溶劑，産率較高，但生成的粉體易産生團聚，且粒度不易控制，難以得到分布均勻的小粒徑的高質量納米粉體。

氣相法。主要有化學氣相沉澱法，通過加熱等方式改變物質形态，在氣體狀态下發生反應，之後在冷卻過程中形成顆粒。氣相法的優點是反應條件可以控制、産物易精制，顆粒分散性好、粒徑小、分布窄，但産出率低，粉末難收集。<br><b

液相法。常見的有水解、噴霧幹燥、溶膠凝膠、乳化等幾種方法。液相法的優點體現在：可精确控制産物的化學組成，納米粒子的表面活性高，形狀容易控制分散均勻，生産成本比較低，容易實現工業化生産。

提高Al2O3抛光液穩定性的方法

近年來随着LED産業的發展、寶石襯底需求量的增大，氧化鋁抛光液憑借較高的抛光速率在藍寶石抛光液中有很好的應用前景。然而氧化鋁抛光液在抛光過程中存在分散穩定性差、抛光過程容易出現凝聚現象使抛光面出現劃痕的問題。有許多研究者對提高氧化鋁抛光液穩定性進行了研究。

納米氧化鋁顆粒在極性的水溶液中，氧化鋁顆粒由于受靜電力等作用發生團聚，容易出現絮凝分層等現象，破壞抛光液的分散性、穩定性。由磨料顆粒的團聚現象産生的大顆粒膠團，是化學機械抛光過程中襯底表面出現劃痕的主要原因。氧化鋁顆粒的粒徑大小及分布、Zeta電位，以及抛光液添加穩定劑、分散劑的種類和質量對抛光液穩定性有較大的影響。

對納米氧化鋁表面改性可提高顆粒表面規則度，減少抛光劃痕和凹坑，同時提高氧化鋁磨料分散度和抛光液穩定性。常見的處理方法為利用偶聯劑、有機物、無機物等在硬度較高的氧化鋁粒子表面包覆一層較軟的物質以減少抛光劃痕和凹坑等缺陷，進而改善氧化鋁抛光液的穩定性和分散性，同時能有效提高抛光磨料的耐磨性能。此外，還可以通過改變氧化鋁顆粒Zeta電位來提高抛光液的穩定性。

Al2O3抛光液存在的問題磨料粒子的分散問題。目前，國内外常用超聲波、機械攪拌、表面處理等機械化學方法對納米磨料粒子進行分散，但是往往達不到效果，因此，納米磨料粒子的分散穩定性需要進一步的研究。<br><br>抛光液對環境的影響。化學機械抛光液中的化學成分，如氨、酸等有毒成分對環境和人體的傷害很大。為此，在進一步研究抛光液制備工藝的同時，抛光液的循環利用技術也應進一步完善，做到經濟發展與環境保護相協調。