[發明專利]一種硅襯底化學機械拋光方法

在審

• 申請號: 202110571775.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113370001A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 孫韜;步崢崢;汪文君
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B37/00;B24B57/02
• 代理公司: 上海唯智贏專利代理事務所(普通合伙) 31293
• 代理人: 吳瑾瑜

本發明公開了一種硅襯底化學機械拋光方法，其步驟為：使用含磨料粒子的拋光液對拋光墊進行激活處理，激活處理包括預拋光處理，預拋光處理是指使用含磨料粒子的拋光液對拋光墊進行拋光；將待加工工件置于激活處理后的拋光墊上方，使用不含磨料粒子的拋光液對待加工工件的表面進行拋光加工。本發明的硅襯底化學機械拋光方法，大大簡化了硅襯底加工工藝步驟，減少了硅溶膠等磨料粒子的使用，降低了研發成本以及生產設備的投入；在保持了相對較高的切削率的情況下，節約了磨料，保護了人員和環境；其相比于現有成熟工藝改動幅度不大，可方便地使用本發明的方法替換現有成熟工藝，極具應用前景。

技術領域

本發明屬于半導體加工技術領域，涉及一種新型硅襯底化學機械拋光方法，特別涉及一種極大程度簡化了工藝且無需磨料即可獲取較高切削率的硅襯底表面的加工方法。

背景技術

化學機械拋光是半導體器件制造工藝中的一種重要技術，其使用化學腐蝕及機械力對加工過程中的硅晶圓或其它襯底材料進行平坦化處理，化學機械拋光技術在各種半導體晶片的制造中應用廣泛。目前化學機械拋光主要有以下兩種途徑：1)使用含有磨料粒子如硅溶膠、氧化鋁、氧化鈰或者復合磨料的拋光液+聚氨酯拋光墊或類似產品進行拋光，但磨料粒子在拋光時必然對其表面質量造成一定影響其中不同粒徑大小的磨料粒子造成的影響不同，此外還需對拋光廢液進行處理，這一定程度上增加了成本；2)對于不適用含磨料粒子的拋光液的產品，一般采用固結磨料拋光墊+不含磨料粒子的拋光液配合，固結磨料拋光墊是事先把磨料粒子固定入拋光墊中以代替原有拋光液的磨料，但固結磨料拋光墊制作繁瑣，前期投入的費用加大，同時在拋光過程中易出現問題，對硅襯底表面造成不可逆的損傷。

因此，開發一種工藝簡單、成本低廉且拋光效果好的硅襯底化學機械拋光工藝極具現實意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有硅襯底化學機械拋光工藝工藝復雜且成本較高的缺陷，提供一種工藝簡單、成本低廉且拋光效果好的硅襯底化學機械拋光工藝。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種硅襯底化學機械拋光方法，包括以下步驟：

(1)使用含磨料粒子的拋光液對拋光墊進行激活處理，所述激活處理包括預拋光處理，所述預拋光處理是指使用含磨料粒子的拋光液對拋光墊進行拋光；

(2)將待加工工件置于激活處理后的拋光墊上方，使用不含磨料粒子的拋光液對待加工工件的表面進行拋光加工(具體地，利用拋光機使拋光墊旋轉，控制滴液頭滴加拋光液，進行待加工工件表面的加工，保持拋光墊活性，只需使拋光墊一直處于濕潤狀態，后續即可直接使用)，拋光加工時其切削率較高，能夠保證其對待加工工件的表面的高效拋光。

本發明的硅襯底化學機械拋光方法，其能夠實現在不添加磨粒的情況下進行化學機械拋光，能夠避免現有技術拋光步驟繁瑣、廢液處理費用較大、污染環境及固結磨料拋光墊制作繁瑣的缺陷，工藝簡單，只需在進行化學機械拋光之前，只需對拋光墊進行激活處理，后續拋光晶片便不需要使用磨粒，大大減小了化學試劑的使用及排放處理，其相比于現有成熟工藝改動幅度不大，可方便地使用本發明的方法替換現有成熟工藝，極具應用前景。

作為優選的技術方案：

如上所述的一種硅襯底化學機械拋光方法，所述磨料粒子為硅溶膠磨粒、四氮化三硅磨粒和氧化鈰磨粒中的一種以上。本發明的保護范圍并不僅限于此，此處僅給出部分可用的磨料粒子而已，在實際應用時本領域技術人員可根據實際需求選擇合適的磨料粒子。

如上所述的一種硅襯底化學機械拋光方法，所述磨料粒子的粒徑為30～130nm；