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。
拋光液是一種不含任何硫、磷、氯添加劑的水溶性拋光劑,拋光液具有良好的去油污,防銹,清洗和增光性能,并能使金屬制品顯露出真實的金屬光澤。性能穩(wěn)定、,對環(huán)境無污染等作用。拋光液的主要產(chǎn)品可以按主要成分的不同分為以下幾大類:金剛石拋光液(多晶金剛石拋光液、單晶金剛石拋光液和納米金剛石拋光液)、氧化硅拋光液(即CMP拋光液)、氧化鈰拋光液、氧化鋁拋光液和碳化硅拋光液等幾類。
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。
氧化鋁和碳化硅拋光液 是以超細氧化鋁和碳化硅微粉為磨料的拋光液,主要成分是微米或亞微米級的磨料。 主要用于高精密光學儀器、硬盤基板、磁頭、陶瓷、光纖連接器等方面的研磨和拋光。