固結(jié)磨料拋光墊的制備與拋光應(yīng)用研究.pdf

1、化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）是目前半導(dǎo)體制造中唯一能夠?qū)崿F(xiàn)全局平坦化的加工技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于單晶硅襯底和金屬互連層結(jié)構(gòu)的層間平坦化等加工。然而，傳統(tǒng)CMP技術(shù)還存在一定的缺點(diǎn)和局限性，如工藝穩(wěn)定性差、效率低、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重等。固結(jié)磨料化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它能夠從根本上解決游離磨料拋光工藝的不足，提高加工效率，改善加工工件的表面質(zhì)量，減少?gòu)U液處理壓力，保護(hù)環(huán)境和降低生產(chǎn)成本。本文從固結(jié)磨料拋光墊制備著手，通過對(duì)拋光墊基體性能影響因素

2、的分析，探索其對(duì)工件材料去除率以及加工后工件表面質(zhì)量的影響，并獲得高材料去除率和高加工精度的固結(jié)磨料拋光墊。
　　 本文主要工作和取得成果如下：
　　 1）提出了拋光墊基體特性（溶脹率、硬度）的評(píng)價(jià)方法，運(yùn)用正交試驗(yàn)方法分析了各組分對(duì)基體特性的影響。結(jié)果表明：TMPTA對(duì)基體溶脹率與濕態(tài)硬度影響特別顯著，PUA對(duì)基體濕態(tài)硬度影響特別顯著。
　　 2）介紹了兩種固結(jié)磨料拋光墊的制備方法，并對(duì)其拋光性能進(jìn)行了比較研究

3、。以2.5~5μm金剛石為磨粒，制備了八種固結(jié)磨料拋光墊對(duì)K9光學(xué)玻璃和硅片進(jìn)行探索性拋光試驗(yàn)。結(jié)果表明：低的溶脹率有助于提高工件的材料去除率和降低加工后工件的表面粗糙度；較低的濕態(tài)硬度能夠獲得較低的表面粗糙度和高的材料去除率。
　　 3）采用特定溶脹率和濕態(tài)硬度的CeO2固結(jié)磨料拋光墊對(duì)硅片、手機(jī)面板玻璃以及K9光學(xué)玻璃進(jìn)行拋光試驗(yàn)，并與傳統(tǒng)游離磨料拋光工藝進(jìn)行比較，結(jié)果表明：目前階段，CeO2固結(jié)磨料拋光墊對(duì)硅片的材料去除率

4、極低，對(duì)K9光學(xué)玻璃和手機(jī)面板玻璃的材料去除率亦不如游離磨料拋光，但表面質(zhì)量要稍好。
　　 4）比較研究了金剛石固結(jié)磨料與游離磨料拋光硅片等材料，結(jié)果表明：5~10μm金剛石固結(jié)磨料拋光墊拋光硅片的材料去除率是游離磨料拋光的3倍，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自修整功能；固結(jié)磨料拋光對(duì)磨粒粒徑大小的依賴沒有游離磨料拋光那么強(qiáng)，采用2.5~5μm與5~10μm的金剛石磨料拋光，能夠獲得同樣好的工件表面質(zhì)量；并從加工后工件表面的劃痕出發(fā)分析了兩種拋光工