一种电化学机械抛光方法与流程

本发明涉及晶圆加工，具体涉及一种电化学机械抛光方法。

背景技术：

1、在半导体产品制造过程中，晶圆是当前集成电路的基础半成品，在晶圆的加工过程中需要对晶圆表面进行研磨抛光使其平坦化，碳化硅材料具有禁带宽度大、热导率高、饱和电子迁移速率高等诸多优点，是一种热门的晶圆材料。电化学机械抛光(ecmp)工艺为一种重要的表面平坦化技术，它可以通过电化学反应对碳化硅表面进行氧化，加快碳化硅表面的氧化效率，再配合机械抛光，可以显著提高碳化硅材料的去除率。在电化学机械抛光工艺过程中，随着碳化硅表面的电化学反应的进行，碳化硅表面生成氧化层，此氧化层硬度高，较难去除，只能使用硬度较大磨粒的研磨液，但其多次使用需要频繁更换，因此废液抛液同时废弃的研磨颗粒也相应较多，造成成本较高，且电化学反应中研磨液中的磨粒会在电场作用下团聚影响抛光效率。

技术实现思路

1、因此本发明提供一种电化学机械抛光方法，以解决电化学机械抛光工艺中研磨液中的磨粒会在电场作用下团聚影响抛光效率以及成本较高的问题。

2、本发明提供一种电化学机械抛光方法，使用电化学机械抛光机，包括以下步骤：将待抛光晶圆设置于抛光头，所述待抛光晶圆的待抛光面朝向抛光台；所述抛光头和所述抛光台分别连接供电电源；在所述抛光台表面喷淋抛光液；将所述抛光头降下使所述待抛光晶圆的表面浸入所述抛光液，且与所述抛光台形成电性接触；通电使所述待抛光晶圆与所述抛光台形成电流可通过的通电回路，所述待抛光晶圆与所述抛光液发生电化学反应，在所述待抛光晶圆表面形成氧化层；使所述抛光头与所述抛光台发生相对旋转进行研磨抛光，去除所述氧化层；其中，所述抛光液仅包含化学反应液；所述抛光头与所述抛光台上的抛光液的液面之间存在距离。

3、可选的，提供研磨垫，所述研磨垫具有若干在厚度方向上贯穿所述研磨垫的通孔；所述研磨垫适于设置于所述研磨台表面，在研磨过程中与所述待抛光晶圆直接接触。

4、可选的，所述抛光台的表面具有导电性；在研磨过程中，所述抛光液铺设于所述研磨垫表面，且填充所述通孔，与所述抛光台表面接触。

5、可选的，所述研磨垫中的固结磨料的材料的莫氏硬度大于等于8。

6、可选的，所述研磨垫中的固结磨料的材料包括金刚石、铁粉、sio2、ceo2、al2o3、tio2、mno2或fe2o3中的一种或多种。

7、可选的，所述研磨垫中，固结磨料的颗粒的粒径范围为1μm～80μm。

8、可选的，所述通孔在所述研磨垫中均匀分布；所述通孔的空间形状呈柱状体，所述通孔的水平截面形状包括圆形、椭圆形、三角形、矩形或六边形；所述通孔的水平截面的面积大于8mm2。

9、可选的，所述抛光液中，溶质的质量百分比含量为1wt％～10wt％。

10、可选的，所述抛光液的ph值为小于6或大于8或等于7。

11、可选的，在所述抛光头降下后，通电发生电化学反应的过程与所述抛光头和所述抛光台相对旋转进行研磨抛光的步骤同时进行。

12、可选的，在所述抛光头降下后，先通电发生电化学反应，之后断电，在断电状态下进行所述抛光头和所述抛光台相对旋转进行研磨抛光的步骤。

13、可选的，在所述抛光头降下后，先通电发生电化学反应，之后在通电状态下进行所述抛光头和所述抛光台相对旋转进行研磨抛光的步骤。

14、本发明的有益效果在于：

15、本发明提供的电化学机械抛光方法，研磨液使用仅包含化学反应液的抛光液，不包含研磨颗粒，因此不会在电化学反应中发生研磨颗粒的团聚，避免了因研磨液中的颗粒团聚造成的研磨效率降低。此外，由于抛光液中不包含研磨颗粒，因此多次使用中伴随的频繁更换抛光液，不会随之抛弃研磨颗粒，相应的多次使用时抛液的成本也相应降低，节省了多次使用的工艺成本。

技术特征：

1.一种电化学机械抛光方法，使用电化学机械抛光机，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

5.根据权利要求2所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

9.根据权利要求1-7中任一项所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

10.根据权利要求1-7中任一项所述的电化学机械抛光方法，其特征在于，

技术总结
本发明涉及晶圆加工技术领域。本发明提供一种电化学机械抛光方法，使用电化学机械抛光机，包括以下步骤：将待抛光晶圆设置于抛光头，待抛光晶圆的待抛光面朝向抛光台；抛光头和抛光台分别连接供电电源；在抛光台表面喷淋抛光液；将抛光头降下使待抛光晶圆的表面浸入抛光液，且与抛光台形成电性接触；通电使待抛光晶圆与抛光台形成电流可通过的通电回路，待抛光晶圆与抛光液发生电化学反应，在待抛光晶圆表面形成氧化层；使抛光头与抛光台发生相对旋转进行研磨抛光，去除氧化层；其中，抛光液仅包含化学反应液；抛光头与抛光台上的抛光液的液面之间存在距离。本发明提供的电化学机械抛光方法，可避免因研磨液中的颗粒团聚造成的研磨效率降低。

技术研发人员：杨亮,王磊,左晓磊,张康,李婷
受保护的技术使用者：北京晶亦精微科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/6