化學(xué)機(jī)械拋光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）技術(shù)是超大規(guī)模集成電路制造工藝中的關(guān)鍵技術(shù)之一，能實現(xiàn)集成電路（IC）制造中晶圓表面全局平坦化，使其達(dá)到原子級超高平整度。在CMP工序中，拋光液是影響拋光效果的關(guān)鍵因素。其中，磨料作為材料去除的工具，在拋光過程中會通過微切削、微劃擦、滾壓等方式作用于工件表面，因此其種類、粒度、形貌等的選擇直接影響到拋光速率、表面粗糙度和平坦度等關(guān)鍵指標(biāo)。

CMP原理

比如，在粒徑選擇上，較小的顆粒有助于獲得更光滑的表面，但可能會降低拋光速率；而較大的粒徑雖然能加快材料去除速度，但可能導(dǎo)致表面粗糙度增加。因此，精確控制磨料粒徑及其分布，對于平衡拋光速率和平整度至關(guān)重要。在磨料種類選擇上，二氧化硅有著很好的選擇性和分散性，硬度較小，常用于硅、軟金屬等材料的拋光。氧化鋁具有較高的硬度，同時成本也較其他高端磨料低，在工業(yè)應(yīng)用中更具有優(yōu)勢。而氧化鈰則對SiO₂質(zhì)材料有著化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械研磨雙重作用，拋光性能優(yōu)異......

不過，由于業(yè)界對拋光效率和表面質(zhì)量要求的不斷提高，很多情況下采用單一磨料越來越難以滿足要求，因此需要尋求磨料復(fù)配等新型拋光磨料方案。比如用不同粒徑的同一種磨料組合就是一種常見的磨粒復(fù)配方案，其中較大粒徑的磨料可以更快地去除表面的大部分材料，較小粒徑的磨料可以進(jìn)一步細(xì)化拋光表面，可以更有效地改善表面平整度，也可以優(yōu)化拋光效率，減少表面劃痕和損傷的風(fēng)險。除此之外，混合不同種類的磨料同樣也是常用的復(fù)配方法，該方法可根據(jù)具體應(yīng)用的需求對磨粒種類進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，提高CMP拋光過程的靈活性，充分發(fā)揮每種磨料的優(yōu)勢，進(jìn)而提高拋光效果。

不同粒徑磨料拋光藍(lán)寶石

8月25-26日，于無錫舉辦的“2024年全國精密研磨拋光材料及加工技術(shù)發(fā)展論壇”上，來自河北工業(yè)大學(xué)的張保國教授將在現(xiàn)場分享報告《淺談CMP拋光液中磨料粒徑控制和磨料復(fù)配技術(shù)》，屆時他將結(jié)合實際經(jīng)驗，重點介紹CMP拋光液磨料粒徑控制技術(shù)和磨料復(fù)配技術(shù)，分析不同磨粒的相互影響問題，確定磨料配方的最佳比例和使用條件，確保混合磨料拋光過程的穩(wěn)定性和可控性。內(nèi)容包括：

（1）CMP拋光液彎道超車可行否？

（2）CMP拋光液中磨料粒徑控制方法和途徑

（3）磨料復(fù)配技術(shù)及應(yīng)用

報告人介紹

張保國, 畢業(yè)于美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)里諾分校，獲冶金工程博士學(xué)位。現(xiàn)任河北工業(yè)大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師。2019年，榮獲河北省人民政府燕趙友誼獎。中國半導(dǎo)體協(xié)會平坦化技術(shù)聯(lián)盟執(zhí)行委員、國際ICPT程序委員會委員。

無錫研磨拋光論壇會務(wù)組