一种复合磨料抛光液在抛光产品中的应用和抛光方法与流程

本申请涉及晶圆抛光，具体涉及一种通过复合磨料提升抛光液对于晶圆的抛光品质的。

背景技术：

1、晶圆抛光是一种用于平整化晶圆表面的加工技术。晶圆抛光可以去除晶圆表面的不平整、裂纹、划痕和污渍等缺陷，从而提高晶圆的质量和可靠性。晶圆抛光可以应用于半导体制造、光电子器件制造、微机电系统制造等领域。

2、图2所示，晶圆抛光用的设备主要包括了研磨台01、抛光垫02、压头03和抛光液供应件04，研磨台01上铺设抛光垫02，压头03对于晶圆进行定位和压力调整，抛光液供应件04持续地向抛光垫02供应抛光液，由此完成晶圆抛光。

3、在现有技术中使用的抛光液，其通常是单一组分或者两种组分简单物理混合得到的，常用的抛光液例如为氢氧化钠(naoh)或氢氧化钾(koh)等腐蚀剂，以及氧化铝(al2o3)或氧化硅(sio2)等研磨颗粒。氧化铝(al2o3)颗粒具有较硬的性质，而氧化硅(sio2)则偏软，两者的结合使用能够增加抛光效果。然而，这两种颗粒在联合使用的时候，容易发生分层分离，这是因为两者形成的抛光溶液性质不稳定，长时间存放或者长期使用之后出现分层分离是必然的问题。相应地，这种问题的出现也导致了抛光产品的品质无法提升。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本申请提出了一种通过复合改进型磨料抛光液而提升晶圆抛光的品质的技术。

2、本发明首先提供一种复合磨料抛光液的抛光方法，其包括下面的步骤：

3、抛光前检测；

4、晶圆固定，使用吸附垫固定sic晶圆片，供给复合磨料抛光液，以进行抛光处理；其中，复合磨料抛光液由以下重量百分比浓度的组分组成：通过静电吸引形成的al2o3/sio2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，ph调节剂0.02％～2％和余量水性介质；

5、抛光后对晶圆进行清洗。

6、优选地，所述碳化硅抛光液的ph为7～11；通过静电吸引形成的al2o3/sio2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，ph调节剂0.02％～2％和余量水，经过混合后搅拌均匀,后超声设备中震荡10-15min制得。

7、优选地，氧化剂为以下物质中的至少一种：高锰酸钾、过氧化氢；分散剂为以下物质中的至少一种：柠檬酸；表面活性剂为以下物质中的至少一种：硫酸酯、脂肪醇、烷基酚、多元醇；助剂为以下物质中的至少一种：盐类；ph调节剂为以下物质中的至少一种：氢氧化钾或者磷酸。

8、优选地，自制圆盘压垫工具，具有按压部，所述按压部的底部设置吸附垫；将去离子水流到研磨台中心，保持表面湿润，按压部进行移动，通过吸附垫与研磨台按压接触，发现气泡后用针清除；把抛光垫贴在研磨台上，通过滚轮工具进行压垫，然后按压部再次进行移动，通过吸附垫与抛光垫的接触，发现气泡后用针清除。

9、优选地，分两次进行研磨台的气泡检测：通过自制圆盘压垫工具进行气泡检测的时候，自制圆盘压垫工具从中心位置逐渐移动至r/2的位置，用时4-6分钟；然后以5转/分的速度从r/2缓慢旋转压板至边缘；当进行抛光垫气泡检测的时候，也通过上述两次步骤进行检测。

10、优选地，所述按压部为中空桶体结构，中空桶体结构上方具有活动块，活动块的底部中心具有针体，并且活动块通过弹簧连接在所述中空桶体结构上，所述活动块向下按压的时候的使得针体穿过所述吸附垫而用于定位气泡进行刺破。

11、优选地，包括下面的步骤：在进行抛光后晶圆清洗的过程中，先采用去离子水对于晶圆冲洗三次，然后用气枪吹干表面水分，然后浸泡在无水乙醇中，超声清洗10分钟；再次用气枪吹干晶圆片表面残留物，然后存放至表面皿中待后续检测。

12、优选地，通过自制晶圆缺口填充工具以降低抛光液渗入并腐蚀吸附垫；；自制晶圆缺口填充工具为填补片体，在晶圆片固定在吸附垫上之后，吸附垫的面积大于晶圆片而形成缺口部分，该缺口部分通过填补片体填补，并且填补片体的背面通过胶贴粘接在吸附垫上。

13、本发明还提供了一种复合磨料抛光液在抛光产品中的应用，采如前面所述的复合磨料抛光液的抛光方法对于晶圆进行抛光应用。

14、本发明通过吸附垫固定sic晶圆片，替代了石蜡进行固定，在其它的实施例中也可以采用石蜡进行固定。

15、与现有技术相对比，本申请具有以下有益效果：

16、本发明采用了通过静电吸引形成al2o3/sio2复合磨料，该磨料应用在抛光液中时候性能更加稳定；抛光液在应力作用下去除包裹层的氧化铝磨粒与软质磨粒的机械互补，大大降低了抛光晶圆表面损伤，在强氧化剂作用下达到了较好的抛光去除率(mrr)及粗糙度(ra＝0.5)；抛光液具有氧化性强，分散性、稳定性好，有较好的表面精度,能提高抛光效率和精度等优点。

17、另外，本发明通过气泡检测的步骤，分别对于研磨板和抛光垫上的气泡进行了压制检测和气泡去除，这样能够更好地消除气泡，提高抛光品质。

技术特征：

1.一种复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，包括下面的步骤：

2.根据权利要求1所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，所述碳化硅抛光液的ph为7～11；通过静电吸引形成的al2o3/sio2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，ph调节剂0.02％～2％和余量水，经过混合后搅拌均匀，后超声设备中震荡10-15min制得。

3.根据权利要求1所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，氧化剂为以下物质中的至少一种：高锰酸钾、过氧化氢；分散剂为以下物质中的至少一种：柠檬酸；表面活性剂为以下物质中的至少一种：硫酸酯、脂肪醇、烷基酚、多元醇；助剂为以下物质中的至少一种：盐类；ph调节剂为以下物质中的至少一种：氢氧化钾或者磷酸。

4.根据权利要求1所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，自制圆盘压垫工具，具有按压部，所述按压部的底部设置吸附垫；将去离子水流到研磨台中心，保持表面湿润，按压部进行移动，通过吸附垫与研磨台按压接触，发现气泡后用针清除；把抛光垫贴在研磨台上，通过滚轮工具进行压垫，然后按压部再次进行移动，通过吸附垫与抛光垫的接触，发现气泡后用针清除。

5.根据权利要求4所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，分两次进行研磨台的气泡检测：通过自制圆盘压垫工具进行气泡检测的时候，自制圆盘压垫工具从中心位置逐渐移动至r/2的位置，用时4-6分钟；然后以5转/分的速度从r/2缓慢旋转压板至边缘；当进行抛光垫气泡检测的时候，也通过上述两次步骤进行检测。

6.根据权利要求4所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，所述按压部为中空桶体结构，中空桶体结构上方具有活动块，活动块的底部中心具有针体，并且活动块通过弹簧连接在所述中空桶体结构上，所述活动块向下按压的时候的使得针体穿过所述吸附垫而用于定位气泡进行刺破。

7.根据权利要求1所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，包括下面的步骤：在进行抛光后晶圆清洗的过程中，先采用去离子水对于晶圆冲洗三次，然后用气枪吹干表面水分，然后浸泡在无水乙醇中，超声清洗10分钟；再次用气枪吹干晶圆片表面残留物，然后存放至表面皿中待后续检测。

8.根据权利要求1所述的复合磨料抛光液的抛光方法，其特征在于，通过自制晶圆缺口填充工具以降低抛光液渗入并腐蚀吸附垫；自制晶圆缺口填充工具为填补片体，在晶圆片固定在吸附垫上之后，吸附垫的面积大于晶圆片而形成缺口部分，该缺口部分通过填补片体填补，并且填补片体的背面通过胶贴粘接在吸附垫上。

9.一种复合磨料抛光液在抛光产品中的应用，其特征在于，采用如权利1-8中任一项所述的复合磨料抛光液的抛光方法对于晶圆进行抛光应用。

技术总结
本申请提供了一种复合磨料抛光液在抛光产品中的应用和抛光方法；其包括下面的步骤：抛光前检测；供给复合磨料抛光液，以进行抛光处理；其中，复合磨料抛光液组成：通过静电吸引形成的Al2O3/SiO2复合磨粒1％～10％，氧化剂0.2％～10％，分散剂0.05％～5％，表面活性剂0.05％～5％，助剂0.05％～5％，pH调节剂0.02％～2％和余量水性介质；抛光后对晶圆进行清洗。该磨料应用在抛光液中时候性能更加稳定；抛光液在应力作用下去除包裹层的氧化铝磨粒与软质磨粒的机械互补，大大降低了抛光晶圆表面损伤，在强氧化剂作用下达到了较好的抛光去除率(MRR)及粗糙度(Ra＝0.5)；抛光液具有氧化性强，分散性、稳定性好，有较好的表面精度,能提高抛光效率和精度等优点。

技术研发人员：邵枫萍,杨希,王义浩
受保护的技术使用者：无锡云岭半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31