化学机械抛光技术研究现状与展望

新技术。

第24卷2009年第2期山东建筑大学学报Vol.24

　　　　　　　　　　　　　　　　4月JOURNALOFSHANDONGJIANZHUUNIVERSITYApr.No.2

2009

文章编号:1673-7644(2009)02-0168-07

化学机械抛光技术研究现状与展望

张健,史宝军,杜运东,杨廷毅

(山东建筑大学机电工程学院,山东济南250101)

摘要:化学机械抛光技术几乎是迄今唯一可以提供全局平面化的表面精加工技术,可广泛用于集成电路芯片、计算机硬磁盘、微型机械系统(MEMS)、光学玻璃等表面的平整化。本文综述了CMP的技术原理和CMP设备及消耗品的研究现状,指出了CMP急待解决的技术和理论问题,并对其发展方向进行了展望。关键词:化学机械抛光;平整化;表面微加工;无颗粒抛光中图分类号:TH117　　　　　文献标识码:A

Advancesandproblemsofchemicalmechanicalpolishing

ZHANGJian,SHIBao2jun,DUYun2dong,etal.

(SchoolofMechanicalandElectricEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China)

Abstract:Chemicalmechanicalpolishing(CMP)istheonlyfinishmachiningtechniqueuptodateforsurfaceglobalplanarization,whichhasbeenwidelyusedfortheplanarizingofintegratedcircuits(IC)chip,harddisk,micro2electromechanicalsystems(MEMS),opticalglass,etc.Inthispaper,were2viewthetechnicalprinciple,equipmentsandexpendablesusedinCMP,andoutlinethetechnicalandtheoreticalproblemswhicharepressedforsolutionandgiveafutureprospectofCMP.Keywords:chemicalmechanicalpolishing;planarization;surfacemicromachining;abrasive2freepol2ishing

越来越高。比如下一代集成电路中的晶片要求直径

0　引言

在计算机硬盘技术中,存储密度从2003年以每年60%的速度快速上升,计算机磁头的飞行高度已降低到10nm左右,并有进一步下降的要求,这就要求磁头及硬盘表面都必须超光滑,磁头、磁盘的表面

粗糙度、波纹度和纳米划痕会影响磁头的飞行稳定性和表面抗腐蚀性,其中下一代磁盘要求表面划痕深度≤1nm,粗糙度≤0.1nm。

现代芯片制造领域中有两个相互矛盾的趋势:被加工件的尺寸越来越大,而所需的加工精度要求

大于300mm而表面粗糙度和波纹度要小于几个埃。同时,对于像光通讯中的晶体、光学玻璃、导电玻璃等表面的高精加工的要求也日益提高。

随着电子产品表面质量要求的不断提高,表面平坦化加工技术也在不断发展,将材料在分子量级上进行抛光是获取高质量抛光表面的重要手段,化学机械抛光(chemicalmechanicalpolishing,CMP)是将材料在分子量级上进行抛光的一种合适的技术。另外要获取低介电常数的材料来取代SiO2材料也需要CMP技术实现表面抛光。

1991年IBM首次将CMP技术成功应用到

收稿日期:2008-11-11

基金项目:国家自然科学基金重点项目(U0635002);山东省自然科学基金重点项目(Z2008F06)

作者简介:张健(1984-),女,山东东营人,山东建筑大学机电工程学院在读硕士,主要从事硬盘盘片的化学机械抛光研究.