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。
拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑,拋光液具有良好的去油污,防銹,清洗和增光性能,并能使金屬制品顯露出真實(shí)的金屬光澤。性能穩(wěn)定、,對(duì)環(huán)境無(wú)污染等作用。拋光液的主要產(chǎn)品可以按主要成分的不同分為以下幾大類:金剛石拋光液(多晶金剛石拋光液、單晶金剛石拋光液和納米金剛石拋光液)、氧化硅拋光液(即CMP拋光液)、氧化鈰拋光液、氧化鋁拋光液和碳化硅拋光液等幾類。
氧化硅拋光液氧化硅拋光液(CMP拋光液)是以高純硅粉為原料,經(jīng)特殊工藝生產(chǎn)的一種高純度低金屬離子型拋光產(chǎn)品。廣泛用于多種材料納米級(jí)的高平坦化拋光,如:硅晶圓片、鍺片、化合物半導(dǎo)體材料砷化鎵、磷化銦,精密光學(xué)器件、藍(lán)寶石片等的拋光加工。
對(duì)光澤來(lái)說(shuō),芳香族,脂肪族差。此性質(zhì)受固化溫度的影響,隨溫度升高,光澤變好。至于柔軟性,官能基間距離長(zhǎng)的聚酰胺更優(yōu)良一些,而交聯(lián)密度高的芳香胺則差。耐熱性與柔軟性正好相反,而粘接性則與柔軟性一致。耐藥品性(耐酸性)受化學(xué)結(jié)構(gòu)影響,芳香族比較優(yōu)良,脂肪胺和聚酰胺則易受化學(xué)藥品腐蝕。耐水性受官能基質(zhì)量濃度的支配,官能基質(zhì)量濃度低、疏水度高的聚酰胺類更耐水,而官能基質(zhì)量濃度高的芳香族則差一些。