CN115056117A - 一种cmp中防止划伤的抛光工艺 - Google Patents
一种cmp中防止划伤的抛光工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115056117A CN115056117A CN202210277713.7A CN202210277713A CN115056117A CN 115056117 A CN115056117 A CN 115056117A CN 202210277713 A CN202210277713 A CN 202210277713A CN 115056117 A CN115056117 A CN 115056117A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polishing
- wafer
- chelating agent
- preventing scratches
- cmp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 128
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000000126 substance Substances 0.000 title abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 78
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 43
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 claims description 39
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 24
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 14
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 229940051841 polyoxyethylene ether Drugs 0.000 claims description 14
- 229920000056 polyoxyethylene ether Polymers 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 13
- CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 2,4-Hexadienoic acid, potassium salt (1:1), (2E,4E)- Chemical compound [K+].CC=CC=CC([O-])=O CHHHXKFHOYLYRE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 claims description 7
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 7
- 235000010241 potassium sorbate Nutrition 0.000 claims description 7
- 239000004302 potassium sorbate Substances 0.000 claims description 7
- 229940069338 potassium sorbate Drugs 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940100555 2-methyl-4-isothiazolin-3-one Drugs 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- BEGLCMHJXHIJLR-UHFFFAOYSA-N methylisothiazolinone Chemical compound CN1SC=CC1=O BEGLCMHJXHIJLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 4
- WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 2-dodecylbenzenesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O WBIQQQGBSDOWNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 3
- DMSMPAJRVJJAGA-UHFFFAOYSA-N benzo[d]isothiazol-3-one Chemical compound C1=CC=C2C(=O)NSC2=C1 DMSMPAJRVJJAGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- DHNRXBZYEKSXIM-UHFFFAOYSA-N chloromethylisothiazolinone Chemical compound CN1SC(Cl)=CC1=O DHNRXBZYEKSXIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940060296 dodecylbenzenesulfonic acid Drugs 0.000 claims description 3
- SYELZBGXAIXKHU-UHFFFAOYSA-N dodecyldimethylamine N-oxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)[O-] SYELZBGXAIXKHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003002 pH adjusting agent Substances 0.000 claims description 3
- 229940100484 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one Drugs 0.000 claims description 2
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960004365 benzoic acid Drugs 0.000 claims description 2
- -1 kason Chemical compound 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 2
- 229940083575 sodium dodecyl sulfate Drugs 0.000 claims description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 31
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 abstract description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 59
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 18
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 6
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 6
- 238000002338 electrophoretic light scattering Methods 0.000 description 6
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical group [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 150000002191 fatty alcohols Chemical class 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 2
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 2
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- WFJFGMLKAISFOZ-UHFFFAOYSA-N 1-amino-3-iminourea Chemical compound NN=C(O)N=N WFJFGMLKAISFOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000011978 dissolution method Methods 0.000 description 1
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001935 peptisation Methods 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 238000006748 scratching Methods 0.000 description 1
- 230000002393 scratching effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B29/00—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents
- B24B29/02—Machines or devices for polishing surfaces on work by means of tools made of soft or flexible material with or without the application of solid or liquid polishing agents designed for particular workpieces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B1/00—Processes of grinding or polishing; Use of auxiliary equipment in connection with such processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B55/00—Safety devices for grinding or polishing machines; Accessories fitted to grinding or polishing machines for keeping tools or parts of the machine in good working condition
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本发明提出了一种CMP中防止划伤的抛光工艺，涉及化学机械抛光技术领域。一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：将抛光液稀释到20‑100ml/L后，将稀释的抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。本发明通过在抛光过程中添加抛光液，本发明的抛光液具有强渗透力，能够渗入晶圆表面的缝隙中，通过抛光液将抛光垫碎屑和晶圆表面抛光产生的碎屑吸附，对碎屑进行包裹，将其带离晶圆表面，加快了晶圆表面凸处的质量传递，同时抛光液的表面柔软，将碎屑包裹住后形成的组合物的表面硬度远低于碎屑表面硬度，从而减小了碎屑与晶圆表面的机械作用，使得晶圆表面的划伤缺陷也随之减小。
Description
技术领域
本发明涉及化学机械抛光技术领域，具体而言，涉及一种CMP中防止划伤的抛光工艺。
背景技术
随着集成电路技术发展，每片硅片上集成电路的数目以2倍/代的速率提高，这就要求缺陷密度也以0.5倍/代的速度降低以保证良率的稳定；而缺陷数量与缺陷尺寸大致服从负立方分布；因此控制表面缺陷是20-14nm集成电路实现低成本、高产量制造的核心。在极大规模集成电路(GLSI)制备中，化学机械抛光(chemicalmechanicalPolishing，CMP)对器件的性能很关键，因为，它不仅产生自己的缺陷也需要修饰前道工序产生的缺陷。因此，CMP后缺陷的指标通常是整个工艺流程中最严苛的。
在CMP过程中会在材料表面产生多种缺陷，包括粗糙度残留(有机残留、铜残留)、颗粒吸附、腐蚀和划伤等，它们都会影响器件的可靠性和电能性等性能，更严重的可能会导致器件功能失效。其中，划伤是最常见也是最重要的缺陷之一，它可以在CMP在硅片表面造成不可逆的损伤，这些缺陷不能像沾污一样被清洗掉,它的存在会使布线金属厚度减小、电阻增大、抗电迁移能力变差，例如在导线存在一个划伤，划伤处导线的横截面积就会变小，使导线电阻变大，进而增大了RC延迟。同时，该处电阻值增大，使其两端的电压随之增大，产生的热量增多，久而久之被划伤的导线可能被烧断，造成导线的断路，使的器件失效，严重影响器件的寿命。因此，划伤通常会造成良率和稳定性的较大损失，必须控制在要求的范围之内。
目前在极大规模集成电路(GLSI)制备中，通过修正抛光垫的技术来减少在抛光过程中产生的碎屑，从而减少碎屑对晶圆产生的划伤。抛光垫与修整器均是化学机械抛光中的耗材，使用寿命较短，经济成本较高。此外，因修整过程通常在抛光头的另一侧，无法真正实现“在线”去掉反应物。并且在修整过程中，还会有新产生的碎屑，新产生的碎屑会二次吸附在晶圆表面，难以被清洗去除，因此，无法有效的控制碎屑，不能完全解决因抛光垫碎屑引起的划伤缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种CMP中防止划伤的抛光工艺，此抛光工艺具有在抛光过程中能够防止晶圆划伤的优点。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
一方面，本申请实施例提供一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：
本发明通过在抛光过程中添加抛光液，本发明的抛光液具有强渗透力，能够渗入晶圆表面的缝隙中，通过抛光液将抛光垫碎屑和晶圆表面抛光产生的碎屑吸附，对碎屑进行包裹，将其带离晶圆表面，加快了晶圆表面凸处的质量传递，同时抛光液的表面柔软，将碎屑包裹住后形成的组合物的表面硬度远低于碎屑表面硬度，从而减小了碎屑与晶圆表面的机械作用，使得晶圆表面的划伤缺陷也随之减小。此外，表面包裹活性剂的碎屑仅以物理吸附的方式存在与晶圆表面，与晶圆表面直接相互作用力更小，容易随着抛光液的流动而被清洗带出晶圆表面，不易二次吸附在晶圆表面，可以有效的控制减少抛光垫碎屑对晶圆产生划伤，实现“在线”除去反应物。划伤缺陷数量的减少，会减少废片的数量，提高芯片良品率，具有较高的经济效益，良好的性价比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的抛光原理图；
图2为本发明实验例3、实验例7、实验例8和对比例1的抛光划伤数量对比图；
图3是实施例3抛光后的铜表明缺陷SEM图；
图4为实验例3、实验例7、实验例8和对比例1的抛光液粒径和大颗粒的对比图；
图5为实施例1和对比例2的抛光划伤数量对比图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考具体实施例来详细说明本发明。
本发明提供一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。本发明通过在抛光过程中添加抛光液，本发明的抛光液具有强渗透力，能够渗入晶圆表面的缝隙中，通过抛光液将抛光垫碎屑和晶圆表面抛光产生的碎屑吸附，对碎屑进行包裹，将其带离晶圆表面，加快了晶圆表面凸处的质量传递，同时抛光液的表面柔软，将碎屑包裹住后形成的组合物的表面硬度远低于碎屑表面硬度，从而减小了碎屑与晶圆表面的机械作用，使得晶圆表面的划伤缺陷也随之减小。此外，表面包裹活性剂的碎屑仅以物理吸附的方式存在与晶圆表面，与晶圆表面直接相互作用力更小，容易随着抛光液的流动而被清洗带出晶圆表面，不易二次吸附在晶圆表面，可以有效的控制减少抛光垫碎屑对晶圆产生划伤，实现“在线”除去反应物。划伤缺陷数量的减少，会减少废片的数量，提高芯片良品率，具有较高的经济效益，良好的性价比。
在本发明的一些实施例中，上述抛光液按质量百分比计，包括如下原料：硅溶胶3-10％、络合剂0.02-2％、杀菌剂0.03-2％、表面活性剂3-15％、消泡剂0.01-0.1％、去离子水余量。在该配比下的抛光液具有较好的碎屑包裹效果，进而使得碎屑不容易刮伤晶圆，此外，由于表面活性剂的添加量比较高，容易起泡，造成抛光液的流量不稳定，进而使得铜和介质的速率波动，反而可能增加划伤缺陷，在本发明人的考虑下，加入消泡剂，减少泡沫产生，从而保证抛光液的流量稳定，使得晶圆抛光效果稳定。
在本发明的一些实施例中，上述络合剂为FA/O1型螯合剂、FA/O2型螯合剂、FA/O3型螯合剂、FA/O4型螯合剂和FA/O5型螯合剂中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，上述硅溶胶的粒径为5-60nm。抛光液中超过0.5微米大颗粒数量与划伤缺陷数线性相关，选用该粒径下的硅溶胶，有助于减少大颗粒的数量，进而减少晶圆划伤缺陷。
在本发明的一些实施例中，上述杀菌剂为甲基异噻唑啉酮、卡松、山梨酸钾、苯甲酸、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和1-2苯并异噻唑啉-3-酮中的一种或多种。杀菌剂可对抛光液起到杀菌的效果，且能有效地延长抛光液的使用期限，使得其更耐久，也能够保证抛光液的性质稳定，进而保证抛光效果稳定。
在本发明的一些实施例中，上述表面活性剂为FA/O表面活性剂、十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，上述抛光液的pH值为9.5-12。
在本发明的一些实施例中，上述抛光液的pH值通过pH值调节剂调节。
在本发明的一些实施例中，上述pH值调节剂为硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钾、FA/O1螯合剂、FA/O2螯合剂、FA/O3螯合剂、FA/O4螯合剂、FA/O5螯合剂中的一种或多种。
在本发明的一些实施例中，上述抛光液通过如下步骤制备：将硅溶胶、络合剂、杀菌剂、表面活性剂和去离子水混合均匀，得到混合液；向混合液中添加pH值调节剂，调整pH值到9.5-12，得到抛光液成品。
在本发明的一些实施例中，上述硅溶胶制备方法为离子交换法、单质硅一步溶解法、电解电渗析法、胶溶法和气相二氧化硅法之一。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶3％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚0.01％、FA/O2型螯合剂0.01％、甲基异噻唑啉酮0.03％、FA/O表面活性剂1.5％、消泡剂0.01％、去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到9.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例2
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶4.5％、FA/O2型螯合剂0.1％、卡松0.1％、十二烷基二甲基氧化胺1％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚1％、消泡剂0.1％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到10，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例3
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶6％、FA/O2型螯合剂0.25％、FA/O3型螯合剂0.2.5％、山梨酸钾0.5％、十二烷基硫酸钠3％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚2％、消泡剂0.3％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到10.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例4
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶7.5％、FA/O2型螯合剂0.5％、FA/O4型螯合剂0.5％、苯甲酸1％、十二烷基苯磺酸5％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚5％、消泡剂0.5％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到11，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例5
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶9％、FA/O2型螯合剂0.75％、FA/O5型螯合剂0.75％、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮1.5％、十二烷基苯磺酸钠10％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚5％、消泡剂0.7％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到11.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例6
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶10％，FA/O1型螯合剂、FA/O2型螯合剂和FA/O5型螯合剂混合得到的络合剂2％，1-2苯并异噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、甲基异噻唑啉酮和卡松混合得到的杀菌剂2％，十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚混合得到的表面活性剂15％，消泡剂0.1％，去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到12，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例7
本实施例与实施例3的区别在于：抛光液中的表面活性剂含量为2％。
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶6％、FA/O2型螯合剂0.25％、FA/O3型螯合剂0.2.5％、山梨酸钾0.5％、十二烷基硫酸钠1％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚1％、消泡剂0.3％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到10.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实施例8
本实施例与实施例3的区别在于：抛光液中的表面活性剂含量为10％。
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶6％、FA/O2型螯合剂0.25％、FA/O3型螯合剂0.2.5％、山梨酸钾0.5％、十二烷基硫酸钠5％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚5％、消泡剂0.3％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到10.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：抛光液中不添加表面活性剂。
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶6％、FA/O2型螯合剂0.25％、FA/O3型螯合剂0.2.5％、山梨酸钾0.5％、消泡剂0.3％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到10.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：抛光液中不添加消泡剂。
按质量百分比计，制备抛光液：将硅溶胶6％、FA/O2型螯合剂0.25％、FA/O3型螯合剂0.2.5％、山梨酸钾0.5％、十二烷基硫酸钠3％、异构脂肪醇聚氧乙烯醚2％、消泡剂0.3％去离子水余量混合均匀，得到混合液；向混合液中添加硫酸，调整pH值到10.5，得到抛光液成品。
一种CMP中防止划伤的抛光工艺，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
实验例1
使用光学检测系统(美国科天KLATencor2915光学显微镜)扫描了实施例3(50mL/L表面活性剂)、实施例7(20mL/L表面活性剂)、实施例8(100mL/L表面活性剂)和对比例1(0mL/L表面活性剂)抛光得到的边缘排除3毫米的300mm抛光Cu晶圆，以检测缺陷位置，对于14nm的ULSI晶圆片，该系统的检查限为0.06nm。然后通过扫描电子显微镜(SEM，美国科天KLA-Tencor)仔细检查缺陷的形貌，结果如图2所示。从每张图像中手动计算划伤缺陷的数量。每组实施例进行三次60秒的抛光，并记录平均MRR和划伤缺陷数。划伤缺陷进行归一化处理，方法为划伤缺陷数(每个晶片划伤)等于为每组三次划伤数据的平均值除以使用基准抛光液在新抛光垫上的划伤缺陷数。
图3是实施例3使用美国科天Surfscan2915测量的CMP后铜表明缺陷SEM图，根据图像，我们可以看到其划痕数比较少。
实验例2
一、粒径测试：
本研究中抛光液中的粒径大小，粒径的分布，以及Zeta电势由纳米激光粒度测试仪完成，该激光粒度仪由美国PSS(ParticleSizingSystems)公司生产，型号为Nicomp380ZLS。该仪器结合了DLS(动态光散射)和ELS(电泳光散射)，因此实现了粒径和Zeta电位同机测量。它采用的大功率He-Ne激光，为检测确保了更高的精确度。
将实施例3、实施例7、实施例8和对比例1制备的抛光液进行测试，测试过程中，使用专用的器皿将稀释后的抛光液放入测试设备中，激光照射在颗粒表面，根据颗粒大小散射光发生不同的涨落起伏。设备中的光谱分析仪根据特定的光谱分析颗粒的大小，进而显示在设备上。激光散射包括动态光散射(DLS)和电泳光散射(ELS)，动态光散射是通过光散射强度动态的分析粒子的状态，包括粒径等，而电泳光散射是通过激光散射精确的分析粒径的大小，二者结合使得纳米激光粒度仪的测试精度进一步提高，根据测试结果，对分析抛光液特性以及抛光液对抛光后表面质量的影响具有重要作用。
二、大颗粒测试
采用激光粒度仪不能检测到液体尾部的大颗粒(LPCLargeParticleCount)，而对于抛光液来说，抛光液中的大于0.5微米的LPC可能是造成抛光后表面质量尤其是划伤缺陷的关键。
本研究采用NicompAccuSizer780测量实施例3、实施例7、实施例8和对比例1制备的抛光液中的LPC。它是运用光阻法单颗粒光学传感技术(SPOS)对大量粒子样本进行粒径测试并计数，一次检测一个粒子，来构建真正的粒径分布。运用SPOS技术与激光衍射和沉降法所得到的粒径统计学分布数据形成了鲜明对比，SPOS技术能够在测量粒径的同时收集颗粒数目信息，对颗粒进行精确的计数。它对大颗粒的检测要比传统的激光散射法其灵敏度要高1,500到25,000倍、AccuSizer780集自动进样、自动稀释、自动检测、数据处理以及自动清洗等全自动检测功能于一身，提供可方便、快捷、高效、可靠的粒径分析。其搭载的LE系列传感器采用先进的光阻法+光散法单颗粒光学传感技术(SPOS)，拥有512通道的超高分辨率，并搭载具有专利技术的二步自动稀释系统，可真实的对大量粒子样本进行粒径测试并计数，样品浓度可达到1011#/ml，粒径检测范围0.5μm–400μm。
抛光液粒径和大颗粒数量结果如图4所示。
根据图4，可以看出随着活性剂含量的增加，抛光液中粒径大小变小，大颗粒数量明显减少，这是因为活性剂之间的协同作用在粒子之间提供了足够的静电斥力和空间力，使硅溶胶足够“分散”。
实验例3
将实施例1和对比例2抛光后的晶圆依照实验例1的方法进行检测，检测结果如图5所示。
可以看出，在添加的抛光液浓度为50-100ml/L时，晶圆表面划伤数量少，对晶圆表面的保护性能好，对比实施例、实施例7、实施例8和对比例1，可以看出，不添加抛光液进行抛光会使得晶圆表面划痕多，影响晶圆品质。
综上所述，本发明通过在抛光过程中添加抛光液，本发明的抛光液具有强渗透力，能够渗入晶圆表面的缝隙中，通过抛光液将抛光垫碎屑和晶圆表面抛光产生的碎屑吸附，对碎屑进行包裹，将其带离晶圆表面，加快了晶圆表面凸处的质量传递，同时抛光液的表面柔软，将碎屑包裹住后形成的组合物的表面硬度远低于碎屑表面硬度，从而减小了碎屑与晶圆表面的机械作用，使得晶圆表面的划伤缺陷也随之减小。此外，表面包裹活性剂的碎屑仅以物理吸附的方式存在与晶圆表面，与晶圆表面直接相互作用力更小，容易随着抛光液的流动而被清洗带出晶圆表面，不易二次吸附在晶圆表面，可以有效的控制减少抛光垫碎屑对晶圆产生划伤，实现“在线”除去反应物。划伤缺陷数量的减少，会减少废片的数量，提高芯片良品率，具有较高的经济效益，良好的性价比。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，包括如下步骤：
将抛光液加入抛光机中，对晶圆进行抛光。
2.根据权利要求1所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述抛光液按质量百分比计，包括如下原料：硅溶胶3-10％、络合剂0.02-2％、杀菌剂0.03-2％、表面活性剂3-15％、消泡剂0.01-0.1％、去离子水余量。
3.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述络合剂为FA/O1型螯合剂、FA/O2型螯合剂、FA/O3型螯合剂、FA/O4型螯合剂和FA/O5型螯合剂中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述硅溶胶的粒径为5-60nm。
5.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述杀菌剂为甲基异噻唑啉酮、卡松、山梨酸钾、苯甲酸、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和1-2苯并异噻唑啉-3-酮中的一种或多种。
6.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述表面活性剂为FA/O表面活性剂、十二烷基二甲基氧化胺、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚和异构脂肪醇聚氧乙烯醚的一种或多种。
7.根据权利要求2所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述抛光液的pH值为9.5-12。
8.根据权利要求7所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述抛光液的pH值通过pH值调节剂调节。
9.根据权利要求8所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述pH值调节剂为硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钾、FA/O1螯合剂、FA/O2螯合剂、FA/O3螯合剂、FA/O4螯合剂、FA/O5螯合剂中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的一种CMP中防止划伤的抛光工艺，其特征在于，所述抛光液通过如下步骤制备：
将硅溶胶、络合剂、杀菌剂、表面活性剂和去离子水混合均匀，得到混合液；向混合液中添加pH值调节剂，调整pH值到9.5-12，得到抛光液成品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210277713.7A CN115056117A (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 一种cmp中防止划伤的抛光工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210277713.7A CN115056117A (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 一种cmp中防止划伤的抛光工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115056117A true CN115056117A (zh) | 2022-09-16 |
Family
ID=83196682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210277713.7A Pending CN115056117A (zh) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 一种cmp中防止划伤的抛光工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115056117A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1858133A (zh) * | 2006-05-31 | 2006-11-08 | 河北工业大学 | 用于计算机硬盘基片化学机械抛光的抛光液 |
| CN101367189A (zh) * | 2007-08-15 | 2009-02-18 | 江苏海迅实业集团股份有限公司 | 硅片抛光表面划伤的控制方法 |
| CN104031560A (zh) * | 2013-03-07 | 2014-09-10 | 天津市乾宇超硬科技有限公司 | 用于晶体加工的水基金刚石抛光液 |
| CN105153943A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-16 | 盐城工学院 | 氧化镓晶片抗解理抛光液及其制备方法 |
| CN110872471A (zh) * | 2018-08-30 | 2020-03-10 | 惠州比亚迪实业有限公司 | 氧化铈抛光液及其制备方法和应用 |
| CN111004579A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-14 | 河北工业大学 | 用于降低多层铜互连阻挡层cmp缺陷的碱性抛光液及其制备方法 |
| CN112322190A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 河北工业大学 | 多层铜互连阻挡层抛光液及其制备方法 |
| CN115058198A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-09-16 | 康劲 | 一种新型抛光液及其制备方法和应用 |
-
2022
- 2022-03-21 CN CN202210277713.7A patent/CN115056117A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1858133A (zh) * | 2006-05-31 | 2006-11-08 | 河北工业大学 | 用于计算机硬盘基片化学机械抛光的抛光液 |
| CN101367189A (zh) * | 2007-08-15 | 2009-02-18 | 江苏海迅实业集团股份有限公司 | 硅片抛光表面划伤的控制方法 |
| CN104031560A (zh) * | 2013-03-07 | 2014-09-10 | 天津市乾宇超硬科技有限公司 | 用于晶体加工的水基金刚石抛光液 |
| CN105153943A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-16 | 盐城工学院 | 氧化镓晶片抗解理抛光液及其制备方法 |
| CN110872471A (zh) * | 2018-08-30 | 2020-03-10 | 惠州比亚迪实业有限公司 | 氧化铈抛光液及其制备方法和应用 |
| CN111004579A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-14 | 河北工业大学 | 用于降低多层铜互连阻挡层cmp缺陷的碱性抛光液及其制备方法 |
| CN112322190A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 河北工业大学 | 多层铜互连阻挡层抛光液及其制备方法 |
| CN115058198A (zh) * | 2022-03-21 | 2022-09-16 | 康劲 | 一种新型抛光液及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8632693B2 (en) | Wetting agent for semiconductors, and polishing composition and polishing method employing it | |
| US8137574B2 (en) | Processing method of glass substrate, and highly flat and highly smooth glass substrate | |
| CN108140593B (zh) | 缺陷区域的判定方法 | |
| KR101465829B1 (ko) | 합성 석영 유리 기판의 제조 방법 | |
| JPH06295945A (ja) | 半導体製造プロセスの評価方法および装置 | |
| JP6673122B2 (ja) | シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法およびシリコンウェーハの製造方法 | |
| TW462100B (en) | Wafer surface inspection method | |
| JP2007150153A (ja) | 半導体基板の製造方法および品質評価方法 | |
| CN115056117A (zh) | 一种cmp中防止划伤的抛光工艺 | |
| JP7103211B2 (ja) | 半導体ウェーハの評価方法および製造方法ならびに半導体ウェーハの製造工程管理方法 | |
| Libman et al. | Ultrapure water for advance semiconductor manufacturing: Challenges and opportunities | |
| JP2000208578A (ja) | シリコンウェ―ハの評価方法及びシリコンウェ―ハ | |
| JP4507157B2 (ja) | ウエーハ製造工程の管理方法 | |
| US6853873B1 (en) | Enhanced throughput of a metrology tool | |
| CN109883365B (zh) | 晶粒层厚度测量方法及晶粒层异常的判断方法 | |
| US12027428B2 (en) | Semiconductor wafer evaluation method and manufacturing method and semiconductor wafer manufacturing process management method | |
| JPH11145088A (ja) | シリコンウェーハを用いた半導体ウェーハ研磨加工の良否評価方法 | |
| JP2000114333A (ja) | シリコンウエハ表面微細欠陥評価方法 | |
| KR100384680B1 (ko) | 반도체 웨이퍼 결함 검출 방법 | |
| JP3642250B2 (ja) | 半導体基板の研磨条件の判定方法 | |
| US10249486B2 (en) | Method for polishing semiconductor substrate | |
| Shen et al. | Nonparticulate origins of light point defects on polished silicon wafers | |
| TWI274151B (en) | Method and system for wafer defect inspection | |
| JP7279753B2 (ja) | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法 | |
| CN115763293A (zh) | 用于监测半导体制程体金属的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220916 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |