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湖北匯富納米材料股份有限公司 2020-09-29 點擊1331次
CMP（Chemical Mechanical Polishing，化學機械拋光）是機械削磨和化學腐蝕的組合技術(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)的化學拋光所具有的拋光速度慢、容易導(dǎo)致拋光霧斑以及機械拋光所具有的易產(chǎn)生機械損傷、拋光精度低的缺點，并且可以根據(jù)需要對拋光的要素進行適當?shù)目刂疲F(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)備簡圖。其基本組成部件是一個轉(zhuǎn)動著的圓盤和一個圓晶片固定裝置，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濕程度均勻，適當供應(yīng)新的研漿保證其成分不變。
圖1 一種CMP設(shè)備簡圖
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、拋光終點檢測及工藝控制設(shè)備、CMP漿料分布系統(tǒng)、廢物處理和測量設(shè)備等，其中CMP漿料、拋光墊和拋光機是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反應(yīng)所生成的SiO2通過成核、生長而制得SiO2漿料；分散法是利用機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，其高純度是沉淀法二氧化硅難于達到的，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)生嚴重的增稠效應(yīng)，如果不對氣相二氧化硅進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其進行適當?shù)谋砻嫣幚?，降低其增稠性，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?shù)谋砻嫣幚韯ζ溥M行表面處理，目前氣相二氧化硅的表面處理技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了連續(xù)化、可控化和可設(shè)計化工業(yè)生產(chǎn)。