[发明专利]一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法

说明书

技术领域

本发明创造涉及半导体抛光工艺领域，具体是一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法。

背景技术

表面状况是硅抛光片关键的指标，直接关系到最终器件产品的良率，在加工过程中每一道工序都要按技术条件要求进行，在合理的化学机械作用匹配下进行抛光。合格的硅抛光片表面平整度要求高，表面颗粒度要求严格，表面状况应达到完美，不容许有灼伤、橘皮等表面缺陷的存在。所以在抛光过程中，要对化学机械作用进行良好的匹配并要求易于控制，并且抛光垫、液的质量匹配才能生产出完美的硅抛光片。因此采用不同的工艺方法对于硅抛光片的表面状况有着很大影响，所以完美硅抛光片的有蜡抛光工艺有着不断改进和完善的空间。

化学机械抛光（CMP)是目前最普遍的获得半导体材料表面平整技术。它是机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺，兼顾了两者的优点，可以获得比较完美的晶体表面。表面状况是硅抛光片关键的指标，直接关系到最终器件产品的良率，在加工过程中每一道工序都要按技术条件要求进行，在合理的化学机械作用匹配下进行抛光。合格的硅抛光片表面平整度要求高，表面颗粒度要求严格，表面状况应达到完美，不容许有灼伤、橘皮等表面缺陷的存在。所以在抛光过程中，要对化学机械作用进行良好的匹配并要求易于控制，并且抛光垫、液的质量匹配才能生产出完美的硅抛光片。因此采用不同的工艺方法对于硅抛光片的表面状况有着很大影响，所以完美硅抛光片的有蜡抛光工艺有着不断改进和完善的空间。

近年来随着半导体行业的飞速发展，对半导体硅晶圆片的要求越来越高，减少硅片抛光面化学灼伤率能直接提高硅晶圆片性能，减少产品生产成本。影响硅晶圆片性能的因素很多，硅抛光片表面产生化学灼伤的情况是一个重要因素，产生化学灼伤主要有两种可能性：一种是纯粹化学作用产生即碱腐蚀抛光片后，由于抛光液碱性过强（抛光液浓度）造成的化学灼伤；另一种是由于机械作用过剩而产生的化学灼伤。其中，化学灼伤是影响硅晶圆片性能的一个主要因素。

发明内容

本发明创造的目的是针对现有抛光工艺技术存在的问题通过对抛光液桶的清洁循环系统和抛光工艺的具体参数值两方面的改进得出一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法。

为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：

一种减少单晶硅晶圆抛光片化学灼伤的有蜡抛光方法，所述抛光方法包括清洗抛光用具、上载抛光机抛光和清洗抛光后的硅片三个工序，其中所述清洗抛光用具工序包括清洗抛光系统中的抛光盘和抛光液桶，具体操作步骤是：

（1）先用质量分数为10-20%的KOH溶液循环并刷洗抛光大盘，循环时间为2-8h，大盘刷洗频率为每小时刷洗300-600秒，然后使用醋酸溶液进行循环并刷洗抛光大盘，酸液的质量分数为2-6%，大盘刷洗频率为大盘刷洗频率为每半小时刷洗80-120秒，循环时间由循环液的pH控制，直至pH≤7为止；

（2）先用水循环清洗抛光液桶25-40min，然后用质量分数为10%的KOH溶液循环清洗2-3h，之后用质量分数为2%-6%的醋酸溶液循环清洗并测试pH值，当pH≤7时停止循环并用水循环清洗两次，每次5-8min。

所述上载抛光机抛光工序的操作是先将需进行抛光的硅片进行两次粗抛光，抛光压力均为2.0-4.0bar，抛光时间均为8-12min，中心盘转速均为35-46rpm，抛光温度均为30-38℃，掺杂硅晶圆片去除量均为0.8-1.2μm，然后将粗抛后的掺杂硅晶圆片进行中抛光，中抛压力为1.5-2.5bar，抛光时间为4-6min，去除量为1.5-3μm，中抛光之后进行精抛光，精抛压力为0.5-1.5bar，抛光时间为4-6min，去除量为1μm；所述清洗抛光后的硅片工序是采用兆声清洗机清洗清洗抛光后的硅晶圆片，使硅片清洁度达到>0.2μm的颗粒数≤20个且>0.3μm的颗粒数≤5个。

所述清洗抛光用具工序的操作步骤：

（1）先用质量分数为15%的KOH溶液循环并刷洗抛光大盘，循环时间为4h，大盘刷洗频率为每小时刷洗400秒，然后使用醋酸溶液进行循环并刷洗抛光大盘，酸液的质量分数为5%，大盘刷洗频率为每半小时刷洗100秒，循环时间由循环液的pH控制，直至pH≤7为止；

（2）先用水循环清洗抛光液桶30min，然后用质量分数为10%的KOH溶液循环清洗2.5h，之后用质量分数为5%的醋酸溶液循环清洗并测试pH值，当pH≤7时停止循环并用水循环清洗两次，每次5min。