Mécanismes physico-chimiques du polissage

Le polissage mécano-chimique (CMP pour Chemical Mechanical Polishing) consiste à appliquer une suspension colloïdale contenant des particules abrasives sur une surface solide (le substrat) au travers d’une pression exercée par un disque de polymère (le pad) en rotation. Un substrat de silice et des particules d’oxyde de cérium ont été choisis comme système de référence pour aider à la compréhension du mécanisme de polissage CMP. Des études macroscopiques ont été réalisées sur ce système afin d'étudier les effets de la concentration ou de la taille des particules abrasives, ainsi que l’influence du pH ou de la force ionique de la suspension de polissage. Le mécanisme a également été étudié à un niveau microscopique, en se concentrant sur les interactions entre le substrat et les particules abrasives. Cela a été effectué par une approche multi-instrumentale (zêtamétrie, ATR-FTIR, MET, SAXS, dosages chimiques, AFM). L’étude du polissage implique une bonne connaissance des surfaces en jeu, l'acido-basicité et l'oxydo-réduction des surfaces de CeO2 ont donc été étudiés. A partir de la compréhension acquise, des modifications des particules abrasives ont été réalisées (synthèse de particules cœur-coquilles et de solutions solides), et des particules de CeO2 de morphologies différentes testées.