依據(jù)機械加工原理、半導體材料工程學、物力化學多相反應多相催化理論、表面工程學、半導體化學基礎理論等,對硅單晶片化學機械拋光(CMP)機理、動力學控制過程和影響因素研究標明,化學機械拋光是一個復雜的多相反應,它存在著兩個動力學過程:
(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行氧化還原的動力學過程。這是化學反應的主體。
(2)拋光表面反應物脫離硅單晶表面,即解吸過程使未反應的硅單晶重新裸露出來的動力學過程。它是控制拋光速率的另一個重要過程。
氧化鈰拋光液氧化鈰拋光液是以微米或亞微米級CeO2為磨料的氧化鈰研磨液,該研磨液具有分散性好、粒度細、粒度分布均勻、硬度適中等特點。適用于高精密光學儀器,光學鏡頭,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的磨料。主要用于高精密光學儀器、硬盤基板、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CeO2為磨料的氧化鈰研磨液,該研磨液具有分散性好、粒度細、粒度分布均勻、硬度適中等特點。
適用于高精密光學儀器,光學鏡頭,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。
化學機械拋光:
這兩個概念主要出半導體加工過程中,初的半導體基片(襯底片)拋光沿用機械拋光、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重的。直到60年代末,一種新的拋光技術——化學機械拋光技術(CMP Chemical Mechanical Polishing )取代了舊的方法。CMP技術綜合了化學和機械拋光的優(yōu)勢:單純的化學拋光,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。化學機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數(shù)量級,是能夠實現(xiàn)全局平面化的有效方法。