半导体碳化硅SiC的湿法氧化7

为探究影响 PCMP 效果的主要因素，有研究者探究了光照强度、H2O2 浓度、TiO2 浓度 和 pH 值等因素对紫外光催化反应速率的影响，并对四个因素进行了正交实验，通过测试 ORP 来表征光催化反应速率。实验结果表明，H2O2 浓度对光催化反应速率的影响最大，当 H2O2 浓度小于 4.5%时，ORP 随 H2O2 浓度增大而增大，当 H2O2 浓度超过 4.5%时，ORP 几 乎不再随之增长。同时，研究还发现碱性环境下的 ORP 高于酸性环境，这是因为碱性环境 体系中存在大量 OH −，它可以作为电子捕获剂参与光催化反应，从而生成更多具有强氧化 性的羟基自由基。

除了上述的几个影响 PCMP 的主要因素，紫外光的照射位置也会对 MRR 产生一定影响 。实验结果表明，光照抛光液的 MRR 明显高于光照抛光盘，推测是因为使用光照抛光盘 的方式时，抛光液和紫外光接触时间过短（小于 3 s），光催化反应未能充分进行。为了改 善光催化性能，使光催化反应充分进行。除了将光催化剂作为添加剂加入抛光液中进行 CMP， 还可以使用喷涂技术将表面改性的 TiO2 颗粒添加到聚氨酯(PU)抛光垫基质中，制备出 TiO2 光催化固结抛光垫。实验对比了使用传统抛光垫和 TiO2 光催化固结抛光垫的抛光效果， 数据表明，随着抛光垫中 TiO2 浓度的增加，MRR 最高可达到约 200 nm/h，远高于使用传统 抛光垫的 100 nm/h。同时，与传统抛光垫相比，使用光催化剂固结抛光垫进行 CMP 后的 SiC 晶圆表面可以观察到明显的原子台阶结构（见图 9），粗糙度也从 0.112 nm 降低至 0.0539  nm，展现了光催化剂固结抛光垫在半导体碳化硅 CMP 加工中的优势。