董 伟

(广东技术师范学院天河学院，广东广州510540)

化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，简称CMP)是提供超大规模集成电路(VLSI)制造过程中全面平坦化的一种新技术，其概念最早是由美国的Monsanto于1965 年提出［1］。

该技术最初是用于获取高质量的玻璃表面，如二战中德国曾用此技术制造军事显微镜等。1991年，美国IBM公司首次将化学机械抛光技术成功应用到64 MB动态随机存取存储器(DRAM)的生产中［2］，这标志着CMP广泛应用的开始。之后各种逻辑和存储器的生产以不同的发展规模走向CMP，促进了该技术各项研究和应用的发展。CMP将纳米粒子的研磨作用与氧化剂的化学作用有机地结合起来，满足了特征尺寸在0.35 μm以下的全局平面化要求。目前，化学机械抛光技术已成为几乎公认为唯一的纳米级全局平面化技术［3－4］。

1 机理研究

CMP技术的基本原理是:将抛光片工件(Wafer)以待加工表面朝下的方式在一定的压力下压向抛光垫，在抛光垫和工件中间存在抛光液(由纳米级颗粒、化学氧化剂、液体等组成的混合液)流动的条件下，借助于抛光垫和抛光件的相对运动，在磨粒的机械磨削及氧化剂的化学腐蚀作用下来完成对工件表面的材料去除，并获得光洁的表面［5－6］。一个完整的CMP工艺常包括抛光、清洗、检测、工艺控制及废物处理等过程。图1是CMP示意图。

针对化学机械抛光加工过程中的磨损机理和材料去除机制，国内外大量的学者进行了研究，归纳起来，主要有以下几种建模方法:

(1)CMP接触模型(如图2所示)

此类模型通过接触力学分析，考虑加工工件和抛光垫的几何形状与变形量，忽略抛光液流动效应以及其对抛光垫加工的影响。……