[發(fā)明專利]一種減少硅襯底材料化學機械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810239456.8
• 申請日: 2008-12-10
• 公開（公告）號: CN101752239A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設計）人: 史訓達;林霖
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研半導體材料股份有限公司
• 主分類號: H01L21/304
• 分類號: H01L21/304
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權代理有限公司 11100
• 代理人: 郭佩蘭

技術領域：

本發(fā)明涉及一種硅襯底材料的化學機械拋光領域，特別是一種減少硅襯底材料化學機械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法

背景技術

化學機械拋光是一個化學腐蝕和機械摩擦作用交替進行的過程，經(jīng)過化學機械拋光處理過的硅襯底材料，可以獲得納米級的表面形貌。因而，化學機械拋光已經(jīng)成為單晶硅襯底和集成電路制造中的關鍵技術之一。而Slurry?Mark(液蝕坑)是在化學機械拋光過程中，由于化學腐蝕作用與機械摩擦作用不平衡，即化學腐蝕作用過于強烈，在硅襯底材料的拋光表面留下的化學腐蝕坑。因此，Slurry?Mark的存在，影響了拋光襯底表面的光潔度和平坦度，造成在后道制程中制作的器件功能失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種減少硅襯底材料化學機械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法，該方法簡單、有效、且不影響生產(chǎn)效率。

為達到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術方案：

這種減少硅襯底材料化學機械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法，它采用三步拋光法即：粗拋光、中拋光和精拋光：

粗拋光過程采用溶質(zhì)為粒徑在45～80納米的SiO₂顆粒、溶劑為KOH的成品拋光液，它與去離子水的體積比配比為1：(10～35)；中拋光過程采用溶質(zhì)為粒徑在5～25納米的SiO₂顆粒、溶劑為KOH的成品拋光液，它與去離子水的體積比為1：(15～40)；精拋光過程采用溶質(zhì)為粒徑在5～25納米的SiO₂顆粒、溶劑為NH₄OH的成品拋光液，與去離子水的體積比為1：(30～80)；將三個拋光過程的溫度控制在11～40℃；在精拋光過程的最后一個階段，以去離子水或0.1％～10％(體積百分)的拋光用表面活性劑——如Fujimi公司的GLANZOX3500——為拋光液，拋光硅襯底材料表面5～20秒鐘；完成精拋光過程后，馬上將硅襯底材料浸入去離子水中、或者對硅襯底材料表面進行去離子水噴淋5分鐘以上，之后再將其取出放入專用工裝夾具中。

經(jīng)實踐檢測，經(jīng)過此種拋光工藝加工后的硅襯底材料，由SlurryMark缺陷引起的不合格率，可以有效控制在0.1％以內(nèi)。

上述的KOH的成品拋光液系從市場購得，其牌號有：Nacol?2371、Nacol?2354、Nacol?2358、Mazin?SR-310；

上述的NH₄OH的成品拋光液系從市場購得，其牌號有：Glanzox3950、NP?8040W。

本發(fā)明的優(yōu)點是方法簡單、有效、且不影響生產(chǎn)效率。

具體實施方式

以下結(jié)合較佳實施例，對本發(fā)明作進一步說明：

實施例1：

粗拋光：取溶質(zhì)為粒徑在45～80納米的SiO₂顆粒、溶劑為KOH的成品粗拋光液與去離子水按1：30的體積比進行配比，進行化學機械拋光20分鐘，工藝條件為：流量10L/min、壓力300g/mm²、轉(zhuǎn)速70rpm、溫度40℃；

中拋光：取溶質(zhì)為粒徑在5～25納米的SiO₂顆粒、溶劑為KOH的成品中拋光液與去離子水按1：40的體積比進行配比，進行化學機械拋光10分鐘，工藝條件為：流量8L/min、壓力200g/mm²、轉(zhuǎn)速50rpm、溫度35℃；

精拋光：取溶質(zhì)為粒徑在5～25納米的SiO₂顆粒、溶劑為NH₄OH的成品精拋光液與去離子水按1：80的體積比進行配比，進行化學機械拋光8分鐘，工藝條件為：流量2.4L/min、壓力100g/mm²、轉(zhuǎn)速30rpm、溫度20℃、在精拋光過程的最后一個階段，用去離子水拋光硅襯底材料表面15秒，之后用去離子水對硅襯底材料表面進行噴淋5分鐘。

最后用高倍顯微鏡對最終完成的硅襯底材料表面進行檢測，未發(fā)現(xiàn)Slurry?Mark的存在。

實施例2：

粗拋光：取溶質(zhì)為粒徑在45～80納米的SiO₂顆粒、溶劑為KOH的成品粗拋光液與去離子水按1：15的體積比進行配比，進行化學機械拋光25分鐘，工藝條件為：流量8L/min、壓力250g/mm²、轉(zhuǎn)速65rpm、溫度35℃；