[發(fā)明專利]硅片表面平坦度的優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114473641A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王慧;周詩;溫玉楠
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州鑫晶半導體科技有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B37/11;B24B37/27;B24B37/34;B24B57/02
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本發(fā)明公開一種硅片表面平坦度的優(yōu)化方法，包括利用拋光液對硅片進行化學機械拋光處理的過程，該過程包括粗拋階段、中拋階段和精拋階段，通過調(diào)整每個階段各拋光步驟中拋光時間、拋光液成分及配比、拋光液流量的參數(shù)對硅片進行拋光。本發(fā)明能夠提高硅片表面平坦度，使生產(chǎn)出來的硅片表面更加平整，提高硅片的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種平坦度的優(yōu)化方法，具體是一種硅片表面平坦度的優(yōu)化方法，屬于硅片生產(chǎn)工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硅片主要用于集成電路的襯底，其主要制作過程包括單晶生長、滾磨、切片、倒角、研磨、腐蝕、背面處理、拋光、清洗、檢測與包裝等工藝，其中，最終拋光即利用化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是影響硅片平坦度最關(guān)鍵最重要的一個工藝。

最終拋光是指用化學和機械同時作用去除材料表面沾污及損傷層，使其獲得鏡面表面的一種工藝。通常采用拋光墊對硅片表面進行機械拋光，同時加入拋光液進行化學和機械拋光，進一步減少硅片表面存在的各種金屬離子等雜質(zhì)污染，確保硅片表面有極高的表面納米形貌，一般最終拋光的去除加工量約為0.3-1um。在硅片拋光過程中，除了常規(guī)的加工參數(shù)，如拋光時間、拋光壓力、大盤和拋光頭轉(zhuǎn)速外，拋光液的成分及使用方法對硅片的平坦度也尤為重要?，F(xiàn)有的拋光工藝中所采用的拋光液成分及使用方法加工出的硅片其SFQR平均值(部位平坦度指標參數(shù)平均值)和ESFQR平均值(邊緣部位平坦度指標參數(shù)平均值)均比較高，SFQR-Mean的波動范圍一般在23nm-50nm之間，ESFQR-Mean的波動范圍一般在40nm-70nm之間，導致整個硅片表面平坦度不佳，嚴重影響了硅片的質(zhì)量，參見圖1，因此，如何優(yōu)化硅片表面平坦度成為目前亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種硅片表面平坦度的優(yōu)化方法，使生產(chǎn)出來的硅片表面更加平整，提高硅片的質(zhì)量。

為達到以上目的，本發(fā)明提供一種硅片表面平坦度的優(yōu)化方法，包括利用拋光液對硅片進行化學機械拋光處理的過程，該過程包括以下三個階段：

1)粗拋階段：該階段分為五個步驟進行，各步驟拋光時間、拋光液成分、拋光液成分體積比和拋光液流量設(shè)定如下：

S1拋光時間為5s-12s，拋光液成分為粗拋液A和堿性化學劑D，其中，粗拋液A和堿性化學劑D體積比為1:(22-35)，該拋光液流量為0.8-1L/min；

S2拋光時間為23s-35s，拋光液成分為粗拋液A和堿性化學劑D，其中，粗拋液A和堿性化學劑D體積比為1:(22-35)，該拋光液流量為0.5-0.7L/min；

S3拋光時間為58-73s，拋光液成分為中拋液B和超純水，其中，中拋液和超純水的體積比為1:(6-9)，該拋光液流量為0.5-0.7L/min；

S4拋光時間為23s-42s，拋光液成分為中拋液B和超純水，其中，中拋液B和超純水的體積比為1:(7-12)，該拋光液流量為0.5-0.7L/min；

S5拋光時間為8s-16s，拋光液成分為中拋液B和超純水，其中，中拋液B和超純水的體積比為1:(10-17)，該拋光液流量為0.5-0.7L/min。

2)中拋階段：該階段拋光液采用體積比為1:(17-23)的精拋液C和超純水；

3)精拋階段：該階段拋光液采用體積比為1:(20-30)的精拋液C和超純水；

所述粗拋液A由體積比為1:(7-9)的二氧化硅膠體和水組成，其中，二氧化硅膠體粒徑為50nm-70nm；所述中拋液B由體積比為1:(9-11)的二氧化硅膠體和水組成，其中，二氧化硅膠體粒徑為30nm-50nm；所述精拋液C由體積比為1:(11-13)的二氧化硅膠體和水組成，其中，二氧化硅膠體粒徑為30nm-40nm，所述堿性化學劑D采用純度為1％-5％的KOH溶液。