化學機械拋光機CMP是集化學反應與機械作用于一體的表面加工技術,廣泛應用于半導體、光學、液晶顯示器(LCD)以及其他精密工業中,尤其在集成電路(IC)的制造過程中起到了至關重要的作用。CMP技術通過化學反應和機械力的協同作用,有效去除材料表面不平整的部分,使得表面達到鏡面級的平滑度。

1.化學反應:化學反應主要是通過化學溶液中的活性物質與材料表面發生反應,溶解表面的一部分物質。這些化學溶液通常是酸性或堿性的,含有一定濃度的腐蝕劑,能夠選擇性地去除材料表面一層微薄的層次。
2.機械作用:機械作用通過旋轉的拋光墊和施加的壓力將材料表面的微小凸起物拋除,從而實現表面平整化。這個過程類似于傳統的拋光和研磨,但由于結合了化學反應,去除材料的效率和精度更高。
3.液體流動:CMP設備中,液體化學劑通常通過噴嘴流向磨頭,以確保磨料與材料表面接觸的均勻性。液體不僅起到化學反應的作用,還可以有效冷卻拋光過程中產生的熱量,保持設備和表面的穩定性。
化學機械拋光機CMP的工藝流程:
1.準備階段:
-將待處理的材料(如硅片、金屬薄膜等)安裝在設備的支撐平臺上。
-配置適合的化學溶液,根據不同材料的特性選擇不同的化學液體。
2.拋光階段:
-啟動拋光盤和拋光頭,控制適當的轉速和壓力,使拋光盤與樣品表面接觸。
-在拋光過程中,化學溶液開始與材料表面發生反應,溶解材料表面的一些不規則部分。
-同時,機械作用通過摩擦力去除表面微小的凸起,使得表面得到平整和拋光。
3.清洗階段:
-拋光過程完成后,需對樣品進行清洗,去除殘留的化學溶液和磨料,確保表面無任何污染物。
4.檢測階段:
-對處理后的樣品進行表面平整度、粗糙度等參數的檢測,確保達到工藝要求。