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。化學(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。
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。
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。
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。
LED芯片主要采用的襯底材料是藍(lán)寶石,在加工過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行減薄和拋光。藍(lán)寶石的硬度,普通磨料難以對(duì)其進(jìn)行加工。在用金剛石研磨液對(duì)藍(lán)寶石襯底表面進(jìn)行減薄和粗磨后,表面不可避免的有一些或大或小的劃痕。