依據(jù)機(jī)械加工原理、半導(dǎo)體材料工程學(xué)、物力化學(xué)多相反應(yīng)多相催化理論、表面工程學(xué)、半導(dǎo)體化學(xué)基礎(chǔ)理論等,對(duì)硅單晶片化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)機(jī)理、動(dòng)力學(xué)控制過(guò)程和影響因素研究標(biāo)明,化學(xué)機(jī)械拋光是一個(gè)復(fù)雜的多相反應(yīng),它存在著兩個(gè)動(dòng)力學(xué)過(guò)程:
(1)拋光首先使吸附在拋光布上的拋光液中的氧化劑、催化劑等與襯底片表面的硅原子在表面進(jìn)行氧化還原的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這是化學(xué)反應(yīng)的主體。
(2)拋光表面反應(yīng)物脫離硅單晶表面,即解吸過(guò)程使未反應(yīng)的硅單晶重新裸露出來(lái)的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。它是控制拋光速率的另一個(gè)重要過(guò)程。
氧化鈰拋光液氧化鈰拋光液是以微米或亞微米級(jí)CeO2為磨料的氧化鈰研磨液,該研磨液具有分散性好、粒度細(xì)、粒度分布均勻、硬度適中等特點(diǎn)。適用于高精密光學(xué)儀器,光學(xué)鏡頭,微晶玻璃基板,晶體表面、集成電路光掩模等方面的精密拋光。氧化鋁和碳化硅拋光液是以超細(xì)氧化鋁和碳化硅微粉為磨料的拋光液,主要成分是微米或亞微米級(jí)的磨料。主要用于高精密光學(xué)儀器、硬盤(pán)基板、磁頭、陶瓷、光纖連接器等方面的研磨和拋光
氧化鈰拋光液
氧化鈰拋光液是以微米或亞微米級(jí)CeO2為磨料的氧化鈰研磨液,該研磨液具有分散性好、粒度細(xì)、粒度分布均勻、硬度適中等特點(diǎn)。
適用于高精密光學(xué)儀器,光學(xué)鏡頭,微晶玻璃基板,晶體表面、集成電路光掩模等方面的精密拋光。
化學(xué)機(jī)械拋光:
這兩個(gè)概念主要出半導(dǎo)體加工過(guò)程中,初的半導(dǎo)體基片(襯底片)拋光沿用機(jī)械拋光、例如氧化鎂、氧化鋯拋光等,但是得到的晶片表面損傷是極其嚴(yán)重的。直到60年代末,一種新的拋光技術(shù)——化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)(CMP Chemical Mechanical Polishing )取代了舊的方法。CMP技術(shù)綜合了化學(xué)和機(jī)械拋光的優(yōu)勢(shì):?jiǎn)渭兊幕瘜W(xué)拋光,拋光速率較快,表面光潔度高,損傷低,平整性好,但表面平整度和平行度差,拋光后表面一致性差;單純的機(jī)械拋光表面一致性好,表面平整度高,但表面光潔度差,損傷層深?;瘜W(xué)機(jī)械拋光可以獲得較為平整的表面,又可以得到較高的拋光速率,得到的平整度比其他方法高兩個(gè)數(shù)量級(jí),是能夠?qū)崿F(xiàn)全局平面化的有效方法。