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湖北匯富納米材料股份有限公司 2020-09-29 點(diǎn)擊1315次
CMP（Chemical Mechanical Polishing，化學(xué)機(jī)械拋光）是機(jī)械削磨和化學(xué)腐蝕的組合技術(shù)，它借助超微粒子的研磨作用以及漿料的化學(xué)腐蝕作用在被研磨的介質(zhì)表面（如單晶硅片、集成電路上氧化物薄膜、金屬薄膜等）上形成光潔的平面，它克服了傳統(tǒng)的化學(xué)拋光所具有的拋光速度慢、容易導(dǎo)致拋光霧斑以及機(jī)械拋光所具有的易產(chǎn)生機(jī)械損傷、拋光精度低的缺點(diǎn)，并且可以根據(jù)需要對(duì)拋光的要素進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?，現(xiàn)已成為半導(dǎo)體加工行業(yè)的主導(dǎo)技術(shù)。
圖1是一種CMP設(shè)備簡(jiǎn)圖。其基本組成部件是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)著的圓盤和一個(gè)圓晶片固定裝置，兩者都可施力于圓晶片并使其旋轉(zhuǎn)，在研漿的幫助下完成拋光，研漿供應(yīng)系統(tǒng)可以保證拋光墊的潤(rùn)濕程度均勻，適當(dāng)供應(yīng)新的研漿保證其成分不變。
圖1 一種CMP設(shè)備簡(jiǎn)圖
CMP技術(shù)所采用的設(shè)備及消耗品包括：CMP設(shè)備、CMP漿料、拋光墊、后CMP清洗設(shè)備、拋光終點(diǎn)檢測(cè)及工藝控制設(shè)備、CMP漿料分布系統(tǒng)、廢物處理和測(cè)量設(shè)備等，其中CMP漿料、拋光墊和拋光機(jī)是CMP工藝技術(shù)的關(guān)鍵要素。表1是典型的CMP漿料品種，其中SiO2CMP漿料的種類及用量最多。
SiO2漿料的制備方法可以分為凝聚法和分散法。凝聚法是利用溶液中化學(xué)反應(yīng)所生成的SiO2通過成核、生長(zhǎng)而制得SiO2漿料；分散法是利用機(jī)械分散的方法將二氧化硅粉末在一定的條件下分散于水中而制得SiO2漿料。
利用分散法制備SiO2CMP漿料所選用的納米二氧化硅有沉淀法二氧化硅和氣相二氧化硅等，其中氣相二氧化硅是最理想的選擇。由于納米粉體制備技術(shù)的發(fā)展，特別是氣相法納米粉體制備技術(shù)和表面處理技術(shù)的發(fā)展，使得高純度、粒子粒徑大小和粒徑分布可控、表面性質(zhì)可設(shè)計(jì)化生產(chǎn)成為可能。
表2為利用氣相法制備的納米氣相二氧化硅的技術(shù)性能指標(biāo)，其高純度是沉淀法二氧化硅難于達(dá)到的，因此目前大多都選用氣相二氧化硅制備SiO2CMP漿料。
由于氣相二氧化硅表面具有一定數(shù)量的硅羥基，它們可與水形成氫鍵作用，產(chǎn)生嚴(yán)重的增稠效應(yīng)，如果不對(duì)氣相二氧化硅進(jìn)行表面處理很難制備高濃度的SiO2漿料。因此在使用過程中需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚恚档推湓龀硇?，提高濃度和分散穩(wěn)定性。利用氣相二氧化硅表面硅羥基的高活性可以選擇適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚韯?duì)其進(jìn)行表面處理，目前氣相二氧化硅的表面處理技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化、可控化和可設(shè)計(jì)化工業(yè)生產(chǎn)。