[发明专利]一种硅衬底化学机械抛光方法

说明书

本发明公开了一种硅衬底化学机械抛光方法，其步骤为：使用含磨料粒子的抛光液对抛光垫进行激活处理，激活处理包括预抛光处理，预抛光处理是指使用含磨料粒子的抛光液对抛光垫进行抛光；将待加工工件置于激活处理后的抛光垫上方，使用不含磨料粒子的抛光液对待加工工件的表面进行抛光加工。本发明的硅衬底化学机械抛光方法，大大简化了硅衬底加工工艺步骤，减少了硅溶胶等磨料粒子的使用，降低了研发成本以及生产设备的投入；在保持了相对较高的切削率的情况下，节约了磨料，保护了人员和环境；其相比于现有成熟工艺改动幅度不大，可方便地使用本发明的方法替换现有成熟工艺，极具应用前景。

技术领域

本发明属于半导体加工技术领域，涉及一种新型硅衬底化学机械抛光方法，特别涉及一种极大程度简化了工艺且无需磨料即可获取较高切削率的硅衬底表面的加工方法。

背景技术

化学机械抛光是半导体器件制造工艺中的一种重要技术，其使用化学腐蚀及机械力对加工过程中的硅晶圆或其它衬底材料进行平坦化处理，化学机械抛光技术在各种半导体晶片的制造中应用广泛。目前化学机械抛光主要有以下两种途径：1)使用含有磨料粒子如硅溶胶、氧化铝、氧化铈或者复合磨料的抛光液+聚氨酯抛光垫或类似产品进行抛光，但磨料粒子在抛光时必然对其表面质量造成一定影响其中不同粒径大小的磨料粒子造成的影响不同，此外还需对抛光废液进行处理，这一定程度上增加了成本；2)对于不适用含磨料粒子的抛光液的产品，一般采用固结磨料抛光垫+不含磨料粒子的抛光液配合，固结磨料抛光垫是事先把磨料粒子固定入抛光垫中以代替原有抛光液的磨料，但固结磨料抛光垫制作繁琐，前期投入的费用加大，同时在抛光过程中易出现问题，对硅衬底表面造成不可逆的损伤。

因此，开发一种工艺简单、成本低廉且抛光效果好的硅衬底化学机械抛光工艺极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有硅衬底化学机械抛光工艺工艺复杂且成本较高的缺陷，提供一种工艺简单、成本低廉且抛光效果好的硅衬底化学机械抛光工艺。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种硅衬底化学机械抛光方法，包括以下步骤：

(1)使用含磨料粒子的抛光液对抛光垫进行激活处理，所述激活处理包括预抛光处理，所述预抛光处理是指使用含磨料粒子的抛光液对抛光垫进行抛光；

(2)将待加工工件置于激活处理后的抛光垫上方，使用不含磨料粒子的抛光液对待加工工件的表面进行抛光加工(具体地，利用抛光机使抛光垫旋转，控制滴液头滴加抛光液，进行待加工工件表面的加工，保持抛光垫活性，只需使抛光垫一直处于湿润状态，后续即可直接使用)，抛光加工时其切削率较高，能够保证其对待加工工件的表面的高效抛光。

本发明的硅衬底化学机械抛光方法，其能够实现在不添加磨粒的情况下进行化学机械抛光，能够避免现有技术抛光步骤繁琐、废液处理费用较大、污染环境及固结磨料抛光垫制作繁琐的缺陷，工艺简单，只需在进行化学机械抛光之前，只需对抛光垫进行激活处理，后续抛光晶片便不需要使用磨粒，大大减小了化学试剂的使用及排放处理，其相比于现有成熟工艺改动幅度不大，可方便地使用本发明的方法替换现有成熟工艺，极具应用前景。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种硅衬底化学机械抛光方法，所述磨料粒子为硅溶胶磨粒、四氮化三硅磨粒和氧化铈磨粒中的一种以上。本发明的保护范围并不仅限于此，此处仅给出部分可用的磨料粒子而已，在实际应用时本领域技术人员可根据实际需求选择合适的磨料粒子。

如上所述的一种硅衬底化学机械抛光方法，所述磨料粒子的粒径为30～130nm；