在现代工业中,表面加工是至关重要的一环。为了达到所需的表面粗糙度、光洁度和平整度等要求,往往需要进行抛光处理。
CMP(Chemical Mechanical Polishing)是一种目前非常流行的抛光工艺,它可以在短时间内实现高质量的表面加工。
而CMP抛光垫则是CMP抛光过程中的重要材料之一,它的性能直接影响着CMP的抛光效果。
一、CMP抛光垫的成分
抛光垫是圆盘形的,最常见的是由硬质多孔聚氨酯泡沫制成,并带有狭窄的高纵横比凹槽图案。
聚氨酯的多孔结构可以在抛光过程中缓冲抛光液和磨料颗粒的压力,防止过度磨损。
这些微孔能起到收集加工去除物、传送抛光液以及保证化学腐蚀等作用,有利于提高抛光均匀性和抛光效率, 孔尺寸越大其运输能力越强。
二、CMP抛光垫的用途
CMP抛光垫主要用于硅片、金属、陶瓷等材料的平坦化抛光。由于CMP抛光垫的多孔结构和软性磨料材料,可以适应不同硅片材料的表面结构,达到不同表面加工的需求。
在微电子、半导体、光电等领域中,CMP抛光垫的使用越来越广泛,尤其是在制造高性能晶体管、集成电路和MEMS等微纳米器件中,CMP抛光垫的质量和性能至关重要。
在CMP制程中,抛光垫的主要作用有:
1、使抛光液有效均匀分布至整个加工区域,且可提供新补充的抛光液进行一个抛光液循环;
2、从工件抛光表面除去抛光过程产生的残留物(如抛光碎屑、抛光碎片等);
3、传递材料去除所需的机械载荷;
4、维持抛光过程所需的机械和化学环境。除抛光垫的力学性能以外,其表面组织特征,如微孔形状、孔隙率、沟槽形状等,可通过影响抛光液流动和分布,来决定抛光效率和平坦性指标。
所以CMP抛光垫多为带凹槽的圆盘形硬质多孔聚氨酯泡沫(聚氨酯弹性耐磨性好,多孔结构可缓冲、传液等,孔大则运输强);
主要用于硅片等材料平坦化抛光(适配性强,广用微电子等领域及微纳米器件制造);
在CMP制程中能实现抛光液循环、清残留、传载荷、维环境,表面组织特征也影响抛光效率与平坦性。