[發明專利]一種CMP優化方法

有效

• 申請號: 202111058335.5
• 申請日: 2021-09-09
• 公開（公告）號: CN113808934B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 李朝暉;劉棟
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01L21/306
• 分類號: H01L21/306
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 王曉玲

本發明涉及微納器件制備技術領域，更具體地，涉及一種CMP優化方法。在樣品進行CMP處理之前，先套刻一次，在目標凹陷兩側刻蝕出凹槽，具體過程為樣品沉積填充材料后，進行一次套刻，包括曝光顯影刻蝕，最終在實現在目標凹陷兩側有特定大小的凹槽；通過在目標波導的兩側刻蝕凹槽，通過凹槽的設計，避免了目標凹陷向樣品層傳遞，使得對樣品進行CMP處理后，樣品的上表面相對平坦化，避免了傳統CMP處理后凹陷傳遞的問題，優化了器件性能，同時獲得了相對平坦的上表面，為后續能在上表面設計加工提供了基礎。

技術領域

本發明涉及微納器件制備技術領域，更具體地，涉及一種CMP優化方法。

背景技術

CMP全稱為Chemical Mechanical Polishing，即化學機械拋光，是普通拋光技術的高端升級版本。集成電路制造過程好比建房子，每搭建一層樓層都需要讓樓層足夠水平齊整，才能在其上方繼續搭建另一層樓，否則樓面就會高低不平，影響整體可靠性，而這個使樓層整體平整的技術在集成電路中制造中用的就是化學機械拋光技術。

CMP是通過納米級粒子的物理研磨作用與拋光液的化學腐蝕作用的有機結合，對集成電路器件表面進行平滑處理，并使之高度平整的工藝技術。當前集成電路中主要是通過CMP工藝，對晶圓表面進行精度打磨，并可到達全局平整落差100A°～1000A°(相當于原子級10～100nm)超高平整度。

CMP過程往往同時伴有物理反應和化學反應，物理反應為物理研磨，化學反應通常包括氧化反應、溫和的水和反應以及電化學反應。在微納加工過程中，通過CVD填充后的樣品，往往是凹凸不平的，由于拋光過程中的物理和化學反應同時作用，樣品表面的一些凹陷往往會在CMP過程中向下傳遞，這和預期設計不符，也會極大的影響器件的性能。

發明內容

本發明為克服上述現有技術中的缺陷，提供一種CMP優化方法，使得對樣品進行CMP處理后，樣品的凹陷不會向下傳遞，保證了樣品上表面的平坦化。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種CMP優化方法，包括以下步驟：

S1.旋膠：在待CMP處理的樣品表面旋涂電子膠；

S2.電子束曝光：處理好需要電子束曝光的版圖后，對樣品進行電子束曝光，顯影后得到所需要的電子膠圖層；所述的電子膠圖層上具有延伸至樣品層的凹槽，所述凹槽間隔設于目標凹陷旁；

S3.堅膜：將顯影后的樣品放到熱板上，設置好溫度后，利用熱板對電子膠圖層進行快速的熱回流；

S4.反應離子刻蝕：將回流后的樣品背面涂上真空脂后放置在載盤上，連同載盤一起放入到反應離子刻蝕機中，并設置好特定的刻蝕菜單及刻蝕時間；在刻蝕過程中，由于樣品部分表面覆蓋有電子膠圖層，電子膠圖層抗刻蝕性強，樣品不會被刻蝕，而樣品表面沒有電子膠圖層的區域即設有凹槽的區域則被刻蝕掉，刻蝕完成后實現了凹槽從電子膠層轉移到樣品層；

S5.去膠：將刻蝕后的樣品放入反應離子刻蝕機中，設置好去膠菜單后，

開始去膠，將樣品剩余的電子膠圖層去除；

S6.CMP：將上述去完電子膠圖層的樣品放入化學物理拋光機樣品載盤凹槽中固定，按照設定的拋光條件進行拋光處理，拋光完后清洗樣品。

在本發明中，在樣品進行CMP處理之前，先套刻一次，在目標凹陷兩側刻蝕出凹槽，具體過程為樣品沉積填充材料后，進行一次套刻，包括曝光顯影刻蝕，最終實現在目標凹陷兩側有特定大小的凹槽；通過在目標凹陷的兩側刻蝕凹槽，通過凹槽的設計，避免了目標凹陷向樣品層傳遞，使得對樣品進行CMP處理后，樣品的上表面相對平坦化，避免了傳統CMP處理后凹陷傳遞的問題，優化了器件性能，同時獲得了相對平坦的上表面，為后續能在上表面設計加工提供了基礎。

在其中一個實施例中，所述的步驟S2包括：