化學機械拋光（CMP）是一種創(chuàng)新的技術(shù)，用于襯底和多層器件平坦化，以獲得優(yōu)異的平面度。如今，CMP已經(jīng)成為制備和加工電子級晶圓的一種關(guān)鍵方法：通過去除表面材料來使晶圓的形貌平坦，這一過程是通過化學反應和應用“溫和”研磨力的組合來實現(xiàn)的。

CMP是一種特殊的研磨，使用包括氧化鋁（Al2O3）等磨料在兩個表面一起磨削。機械研磨和化學機械拋光的主要區(qū)別在于拋光液與晶圓的化學相互作用。其最簡單的形式可以描述如下：CMP將化學活性粒子或化學氧化劑引入到加工中，這些粒子與晶圓最表層發(fā)生反應形成可通過磨料輕易去除的軟材料。

現(xiàn)代CMP所面臨的挑戰(zhàn)包括：更嚴格的缺陷要求，多變的表面和周圍化學物質(zhì)，磨料納米顆粒的尺寸、形貌和功能性，新型襯底材料，對埃級均勻性的要求。CMP的整體優(yōu)秀性能是保證電子級晶圓和最終產(chǎn)品成功的途徑。

在典型的CMP過程中，晶圓通過表面張力或背壓固定在載體上，然后壓在貼有拋光墊的轉(zhuǎn)盤上。磨料、化學助劑和氧化劑混合成拋光液分散在這兩個表面之間的界面上。材料去除率由轉(zhuǎn)盤的相對速度和壓力、晶圓和拋光液之間的化學活性以及在拋光液中工作的磨料的物理化學性質(zhì)決定。

如果上述因素中的每一個都得到優(yōu)化，CMP就可以保證在高效去除的條件下獲得高度平坦化、無缺陷的外延級襯底。

例如，圣戈班精密拋磨事業(yè)部開發(fā)了一系列氧化鋁拋光液，專門用于碳化硅（SiC）襯底拋光。近期，單晶碳化硅在微電子和印刷電子制造中越來越受到重視，碳化硅極高的效率和優(yōu)異的熱性能有助于高功率微電路的設計。然而，復雜的微觀結(jié)構(gòu)和高硬度的材料已被證明難以用于外延，因為得到一個合適外延級表面充滿了挑戰(zhàn)。

圣戈班的ClasSiCTM 系列拋光液采用了新型納米磨料（60nm左右）和高效氧化劑，從而能夠提高材料去除率，并改善SiC襯底的平坦化。盡管該系列拋光液的材料去除率很高（單片機>10μ/hr），但其劃傷和其它缺陷率包括亞表面損傷非常低。

在電子級晶圓的CMP中，必須要考慮晶圓的獨特機械性能，從而針對性的使用拋光液來提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量，這是非常重要的。

圣戈班精密拋磨和CMP

在電子級晶圓和功能性表面CMP領(lǐng)域，圣戈班精密拋磨事業(yè)部是專業(yè)機構(gòu)之一。例如：我們?yōu)镾iC襯底平坦化提供ClasSiCTM系列產(chǎn)品，并為氮化鋁（AlN）、氮化鎵（GaN）、藍寶石（Al2O3）、硅（Si）和氮化硅（SiNx）等材料的CMP開發(fā)了獨特的解決方案。