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英文名

polishing slurry

拋光液

CMP(Chemical Mechanical Polishing)

化學機械拋光

這兩個概念主要出現在半導體加工過程中,最初的半導體基片(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及其嚴重的。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勢:單純的化學拋光,拋光速率較快,表面光潔度高,損傷低,完美性好,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完美的表面,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量級,是目前能夠實現全局平面化的唯一有效方法。

制作步驟

依據機械加工原理、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。

硅片的化學機械拋光過程是以化學反應為主的機械拋光過程,要獲得質量好的拋光片,必須使拋光過程中的化學腐蝕作用與機械磨削作用達到一種平衡。如果化學腐蝕作用大于機械拋光作用,則拋光片表面產生腐蝕坑、桔皮狀波紋。如果機械磨削作用大于化學腐蝕作用,則表面產生高損傷層。

拋光液

藍寶石

拋光液

砷化鎵

拋光液

鈮酸鋰

拋光液

鍺拋光液

集成電路多次銅布線拋光液

集成電路阻擋層拋光液

應用

1、LED行業

目前LED芯片主要采用的襯底材料是藍寶石,在加工過程中需要對其進行減薄和拋光。藍寶石的硬度極高,普通磨料難以對其進行加工。在用金剛石研磨液對藍寶石襯底表面進行減薄和粗磨后,表面不可避免的有一些或大或小的劃痕。CMP拋光液利用"軟磨硬"的原理很好的實現了藍寶石表面的精密拋光。隨著LED行業的快速發展,聚晶金剛石研磨液及二氧化硅溶膠拋光液的需求也與日俱增。

2、半導體行業

CMP技術還廣泛的應用于集成電路(IC)和超大規模集成電路中(ULSI)對基體材料硅晶片的拋光。隨著半導體工業的急速發展,對拋光技術提出了新的要求,傳統的拋光技術(如:基于淀積技術的選擇淀積、濺射等)雖然也可以提供"光滑"的表面,但卻都是局部平面化技術,不能做到全局平面化,而化學機械拋光技術解決了這個問題,它是目前唯一的可以在整個硅圓晶片上全面平坦化的工藝技術。

多晶金剛石拋光液

多晶金剛石拋光液以多晶金剛石微粉為主要成分,配合高分散性配方,可以在保持高切削率的同時不易對研磨材質產生劃傷。

主要應用于藍寶石襯底的研磨、LED芯片的背部減薄、光學晶體以及硬盤磁頭等的研磨和拋光。

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,經特殊工藝生產的一種高純度低金屬離子型拋光產品。

廣泛用于多種材料納米級的高平坦化拋光,如:硅晶圓片、鍺片、化合物半導體材料砷化鎵、磷化銦,精密光學器件、藍寶石片等的拋光加工。

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。