VLSI和其他半导体技术中的化学机械抛光
关键的外卖
化学机械抛光(CMP)在制造过程中的重要性
●CMP使得使用VLSI技术进行设计和制造成为可能
●CMP过程增加了PCBA的功能，减少了短路等故障
无论你是在火星表面，就像即将发射的名为“毅力”的火星探测器，还是在复杂的半导体技术表面制定设计方案，比如超大规模集成电路，表面的状况很重要。此外，它可以影响功能，性能，和在PCBAs的情况下，可制造性。因此，化学机械抛光(CMP)或平面化是制造过程中至关重要的一步。
化学机械抛光或平面化
化学机械抛光是一种借助化学反应去除表面材料的抛光过程。CMP也是半导体行业实施的一种标准和关键的制造工艺制造集成电路和内存磁盘。
CMP通常与化学机械平面化过程有关。然而，当CMP用于去除表面材料时，我们称之为化学机械抛光。同样地，如果CMP的过程是用来平滑或压平表面，我们称之为平面化。
由于腐蚀和摩擦的协同作用，CMP被认为是一个摩擦化学过程。总的来说，化学机械抛光是一种稳健的制造技术，它利用化学氧化和机械磨损来消除不需要的材料(碎片)，并达到极致的平面度。
化学机械抛光在超大规模集成电路中的重要性
超大规模集成(VLSI)是将数十万个晶体管嵌入或集成到单个硅半导体微芯片上的过程。VLSI技术的概念可以追溯到20世纪70年代末，当时高级处理器(计算机)微芯片也处于开发阶段。最常见的VLSI器件之一是微控制器。
在VLSI之前，大多数集成电路拥有有限的功能。电子电路通常在一块电路板上包含RAM、CPU、ROM和其他外围设备。然而，VLSI技术允许IC设计者将所有这些添加到一个芯片中。
如果我们审视过去几十年的电子工业，我们可以看到它快速增长的证据。这包括小型化程度的提高、性能的提高和功能的改进。然而，需要放置更多的组件，同时稳定地利用更少的空间，这就等于更少的误差。因此，必须确保从安装表面彻底清除碎片是绝对重要的。因此，化学机械抛光在超大规模集成电路技术中的重要性。
CMP的使用允许在更小的包中添加更多的组件，如pro-mini微控制器
化学机械抛光过程
CMP工艺是目前用于平滑和清除PCB表面形貌碎片的重要技术。因此，对CMP过程的基本理解是至关重要的优化生产流程加强整体控制。反过来，这将增加工艺产量以及整个半导体行业的吞吐量。
该工艺本身利用一种研磨性和腐蚀性的化学浆液(通常是胶体)与一个固定环和抛光垫相结合，其直径通常比晶圆更大。动态抛光头将晶圆片和衬垫压在一起，由塑料固定环固定。动态抛光头在不同的旋转轴上旋转，这意味着它是非同心的。
注:胶体是一种混合物，其中一种物质在显微镜下分散，不溶或可溶颗粒悬浮在另一种物质中。
CMP工艺去除不需要的碎片或材料，它倾向于平滑任何不规则的地形，从而使晶圆平面或平坦。这些操作对于准备晶圆以放置额外的电路元件是必要的。从本质上说，CMP工艺可以根据材料的位置有选择地去除材料，或者使整个表面在光刻系统的景深范围内。
注:光刻是PCB和微处理器制作的标准方法。这个过程利用光来制造PCB层的导电路径，以及微处理器硅片中的电子元件和路径。
化学机械抛光的物理方面
通常，CMP工具包含一个旋转的和非常平坦的平板，由一个衬垫覆盖。在CMP工艺之前，他们将晶圆倒置安装在载体/主轴上的背膜上。固定环将晶圆片固定在正确的水平位置。在晶圆在工具上的加载和卸载过程中，该过程(载体)使用真空来防止不需要的颗粒在晶圆表面堆积。
该过程的另一部分包括泥浆引入机制，将泥浆沉积到垫层上。载流子和平板都旋转，载流子保持振荡。在这一点上，向下的压力被应用到载体上，从而推动它对垫。这通常是向下力的平均值，但它需要局部压力来移除机构。向下的力取决于接触面积，这取决于衬垫和晶圆的结构。
衬垫的粗糙度为50微米，因此，它通过表面的粗糙边缘(晶圆片上的高点)进行接触。这导致接触面积只有晶圆尺寸的一小部分。
化学机械抛光的副作用
1990年以前，半导体行业认为CMP工艺不纯，不值得高精度制造。这一评估与生产过程中含有杂质的颗粒和使用不纯磨料有关。然而，随着工业发展到使用铜(ICs)， CMP工艺现在是必需的。
这是由于CMP能够以均匀和平面的方式去除材料，以及能够停留在氧化物绝缘层和铜之间的界面。就像所有的疗法和解决方案一样，它也有副作用或缺点，CMP也不例外。CMP工艺的两个更常见的缺点是盘蚀和腐蚀。
碟形:这是指复合材料结构的表面形貌的增加，主要是由于复合材料的两种(或多种)材料之间CMP去除率的差异。碟形发生在去除率较高的材料组分中。
腐蚀:用干蚀刻方法蚀刻铜是很有挑战性的，因此需要大马士革处理。在这个过程中，CMP是一个关键步骤。然而，在CMP湿法化学处理中，铜的腐蚀问题成为铜金属化的关键问题之一。
化学机械抛光是机械抛光的重要组成部分加工制造过程．由于在单个芯片上使用多个组件，它对超大规模集成电路技术至关重要。如果没有适当的碎片清除或平整，诸如短路和各种电路故障等问题是不可避免的。因此，CMP过程必须是整个制造过程中至关重要的一步。
CMP为制造这类pcb提供了基础
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