半導體行業(yè) CMP技術還廣泛的應用于集成電路(IC)和超大規(guī)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(yè)的急速發(fā)展,對拋光技術提出了新的要求,傳統(tǒng)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,它是可以在整個硅圓晶片上平坦化的工藝技術。
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。
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。
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?;瘜W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量級,是能夠實現全局平面化的有效方法。