一、拋光技術
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(yōu)勢:
單純的化學拋光,拋光速率較快,表面光潔度高,損傷低,wm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wm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(shù)量級,是目前能夠?qū)崿F(xiàn)全局平面化的{wy}有效方法。依據(jù)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(zhì)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(chǎn)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(chǎn)生高損傷層。
二、藍寶石研磨液
藍寶石研磨液(又稱為藍寶石拋光液)是用于在藍寶石襯底的研磨和減薄的研磨液。
藍寶石研磨液由優(yōu)質(zhì)聚晶金剛石微粉、復合分散劑和分散介質(zhì)組成
藍寶石研磨液利用聚晶金剛石的特性,在研磨拋光過程中保持高切削效率的同時不易對工件產(chǎn)生劃傷??梢詰迷谒{寶石襯底的研磨和減薄、光學晶體、硬質(zhì)玻璃和晶體、超硬陶瓷和合金、磁頭、硬盤、芯片等領域的研磨和拋光。
藍寶石研磨液在藍寶石襯底方面的應用:1.高拋光速率,利用大粒徑的膠體二氧化硅粒子達到高速拋光的目的。
2.高純度(Cu含量小于50 ppb),有效減小對電子類產(chǎn)品的沾污。
3.高平坦度加工,藍寶石拋光液是利用SiO2的膠體粒子進行拋光,不會對加工件造成物理損傷,達到高平坦化加工。
藍寶石拋光液根據(jù)pH值的不同可分為酸性拋光液和堿性拋光液。
藍寶石拋光液的型號:
堿性型號(pH:9.8±0.5):SOQ-2A、SOQ-4A、SOQ-6A、SOQ-8A、SOQ-10A、SOQ-12D粒徑(nm): 10~30 30~50 50~70 70~90 90~110 110~130 外觀: 乳白色或半透明液體 比重 1.15±0.05 組成 SiO2:15~30% Na2O:≤0.3%
重金屬雜質(zhì) :≤50 ppb