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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 12/2015

04.09.2015 | Original Paper

AFM and XPS studies on material removal mechanism of sapphire wafer during chemical mechanical polishing (CMP)

verfasst von: Yan Zhou, Guoshun Pan, Xiaolei Shi, Hua Gong, Li Xu, Chunli Zou

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 12/2015

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Abstract

The material removal mechanism of sapphire wafer during chemical mechanical polishing has been studied through X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and atomic force microscopy (AFM) measurements. XPS results indicate that alumina silicate (Al2Si2O7·2H2O) is generated on the polished sapphire surface by SiO2 slurry, otherwise alumina hydrate (AlO(OH)) on the polished surface by H2O solution. Meanwhile, ultra-smooth polished surface with extremely low Ra of below 0.1 nm and atomic step structure morphology via AFM is realized using SiO2 slurry. Through investigating the variations of the surface characteristics polished by different ingredients via the morphology and force curve measurements, it’s reveals that the product-aluminum silicate with stronger adhesion and lower hardness is more readily to generate and be removed than the product-alumina hydrate induced by H2O. Thus, except for atomic scale mechanical abrading, the abrasive SiO2 nanoparticle is used for anticipating in the chemical reaction, resulting in superior surface finish of sapphire wafer with high efficiency.

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Metadaten
Titel
AFM and XPS studies on material removal mechanism of sapphire wafer during chemical mechanical polishing (CMP)
verfasst von
Yan Zhou
Guoshun Pan
Xiaolei Shi
Hua Gong
Li Xu
Chunli Zou
Publikationsdatum
04.09.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 12/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-3668-x

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