專利名稱：一種減少硅襯底材料化學(xué)機(jī)械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硅襯底材料的化學(xué)機(jī)械拋光領(lǐng)域，特別是一種減少硅襯底材料化
學(xué)機(jī)械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械拋光是一個(gè)化學(xué)腐蝕和機(jī)械摩擦作用交替進(jìn)行的過程，經(jīng)過化學(xué)機(jī)械拋 光處理過的硅襯底材料，可以獲得納米級(jí)的表面形貌。因而，化學(xué)機(jī)械拋光已經(jīng)成為單晶硅 襯底和集成電路制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一。而Slurry Mark(液蝕坑)是在化學(xué)機(jī)械拋光過 程中，由于化學(xué)腐蝕作用與機(jī)械摩擦作用不平衡，即化學(xué)腐蝕作用過于強(qiáng)烈，在硅襯底材料 的拋光表面留下的化學(xué)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(xué)機(jī)械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光
方法，該方法簡(jiǎn)單、有效、且不影響生產(chǎn)效率。 為達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 這種減少硅襯底材料化學(xué)機(jī)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Si02顆粒、溶劑為K0H的成品拋光 液，它與去離子水的體積比配比為l : (10 35);中拋光過程采用溶質(zhì)為粒徑在5 25納 米的Si02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Si02顆粒、溶劑為NH40H的成品拋光液，與去離子水 的體積比為l : (30 80);將三個(gè)拋光過程的溫度控制在11 4(TC ;在精拋光過程的最 后一個(gè)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GLANZOX 3500——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(duì)硅襯底材料表面進(jìn)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(shí)踐檢測(cè)，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(chǎng)購得，其牌號(hào)有Nacol 2371、 Nacol 2354、 Nacol 2358、Mazin SR-310 ; 上述的NH40H的成品拋光液系從市場(chǎng)購得，其牌號(hào)有Glanzox3950、 NP 8040W。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、有效、且不影響生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明
實(shí)施例1 : 粗拋光取溶質(zhì)為粒徑在45 80納米的Si02顆粒、溶劑為KOH的成品粗拋光液與 去離子水按l : 30的體積比進(jìn)行配比，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光20分鐘，工藝條件為流量10L/ min、壓力；300g/m^、轉(zhuǎn)速了Orpm、溫度40°C ; 中拋光取溶質(zhì)為粒徑在5 25納米的Si02顆粒、溶劑為KOH的成品中拋光液與 去離子水按l : 40的體積比進(jìn)行配比，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光IO分鐘，工藝條件為流量8L/ min、壓力200g/mm2、轉(zhuǎn)速50rpm、溫度35 °C ; 精拋光取溶質(zhì)為粒徑在5 25納米的Si(^顆粒、溶劑為NH40H的成品精拋光液與
去離子水按l : 80的體積比進(jìn)行配比，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光8分鐘，工藝條件為流量2.4L/
min、壓力100g/m^、轉(zhuǎn)速30rpm、溫度2(TC、在精拋光過程的最后一個(gè)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(duì)硅襯底材料表面進(jìn)行噴淋5分鐘。 最后用高倍顯微鏡對(duì)最終完成的硅襯底材料表面進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)Slurry Mark
的存在。 實(shí)施例2: 粗拋光取溶質(zhì)為粒徑在45 80納米的Si02顆粒、溶劑為KOH的成品粗拋光液 與去離子水按l : 15的體積比進(jìn)行配比，進(jìn)行化學(xué)機(jī)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°C ; 中拋光取溶質(zhì)為粒徑在5 25納米的Si02顆粒、溶劑為KOH的成品中拋光液與 去離子水按1 : 25的體積比進(jìn)行配比，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光8分鐘，工藝條件為流量10L/ min、壓力250g/mm2、轉(zhuǎn)速60rpm、溫度30°C ; 精拋光取溶質(zhì)為粒徑在5 25納米的Si02顆粒、溶劑為NH40H的成品精拋光 液與去離子水按l : 40的體積比進(jìn)行配比，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光10分鐘，工藝條件為流量 3. 5L/min、壓力150g/mrf、轉(zhuǎn)速20rpm、溫度15°C 、在精拋光過程的最后一個(gè)階段，用2%的 拋光用表面活性劑(Fujimi公司的GLANZOX 3500)——為拋光液，拋光硅襯底材料表面5 秒，之后將硅襯底材料浸入去離子水中浸泡10分鐘。 最后用高倍顯微鏡對(duì)最終完成的硅襯底材料表面進(jìn)行檢測(cè)，未發(fā)現(xiàn)Slurry Mark 的存在。
權(quán)利要求
一種減少硅襯底材料化學(xué)機(jī)械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法，其特征在于它采用三步拋光法(1)、粗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，上述的含有SiO2顆粒的KOH的成品拋光液與去離子水的體積比配比為1∶10～35；拋光過程的溫度控制在11～40℃；(2)中拋光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，與去離子水的體積比配比為1∶15～40；拋光過程的溫度控制在11～40℃；(3)、精拋光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NHOH的成品拋光液，與去離子水的體積比配比為1∶(30～80)；拋光過程的溫度控制在11～40℃；(4)、在精拋光的后期，以去離子水或0.1％～10％的拋光用表面活性劑為拋光液，拋光硅襯底材料表面5～20秒鐘。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種減少硅襯底材料化學(xué)機(jī)械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法，其特征在于它還包括在完成精拋光過程后，將硅襯底材料浸入去離子水中或?qū)枰r底材料表面進(jìn)行去離子水噴淋不少于5分鐘，再將其取出放入專用工裝夾具中。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種減少硅襯底材料化學(xué)機(jī)械拋光表面液蝕坑產(chǎn)生的拋光方法，它采用三步拋光法粗拋光采用溶質(zhì)為粒徑在45～80納米的SiO2顆粒、溶劑為KOH的成品拋光液，該成品拋光液與去離子水的體積比配比為1∶10～35，溫度控制在11～40℃；中拋光采用溶質(zhì)為粒徑在5～25納米的SiO2顆粒、溶劑為KOH的成品拋光液，該拋光液與去離子水的體積比配比為1∶15～40；溫度控制在11～40℃；精拋光采用溶質(zhì)為粒徑在5～25納米的SiO2顆粒、溶劑為NH4OH的成品拋光液，該拋光液與去離子水的體積比配比為1∶(30～80)；溫度控制在11～40℃；最后以去離子水或0.1％～10％的拋光用表面活性劑為拋光液，拋光表面5～20秒鐘。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、有效、且不影響生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)H01L21/02GK101752239SQ20081023945
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2008年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月10日
發(fā)明者史訓(xùn)達(dá), 林霖 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院;有研半導(dǎo)體材料股份有限公司