在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法与流程

    技术2024-11-16  13

    本发明涉及硅片抛光工艺,具体涉及一种在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法。


    背景技术:

    1、集成电路铜膜化学机械抛光抛布与抛液是集成电路铜膜化学机械抛光工艺中几乎最重要的物料,目前市场上抛布与抛液为不同公司分开设计,设计时没有搭配设计,达到的效果很有限。在使用中出现很多问题,比如集成电路吸片,抛液在抛布上难以充分流动和集成电路nt值过大等。

    2、抛布本身的材料特性,如硬度、厚度、成分、表面活性和结构等对于抛光过程影响非常大。目前集成电路铜膜化学机械抛光行业很大一痛点便是抛布难以使用无沟槽抛布,使用无沟槽抛布时易有抛布吸片情况发生,使作业中断,无法按正常作业。


    技术实现思路

    1、本发明主要解决现有技术中存在的不足,提供了一种在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其采用晶片与抛布接触面减小,降低晶片与抛布之间分子间作用力,减少抛布吸片的发生。实现使用无沟槽抛布,提升产品nt。通过晶片、抛布、抛液之间流动型增强,利于控制晶片去除形貌,产品平坦度更佳。

    2、本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的:

    3、一种在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,包括如下操作步骤:

    4、第一步:将由ph调节剂、磨料、氧化剂、表面活性剂和润滑剂组成的抛光液进行混合制备。活性剂吸附在晶片表面,利于后续的清洗。

    5、第二步:抛液中的碱、有机物与集成电路反应,生成硬度较单晶硅更低的结合产物。

    6、第三步:采用溶胶凝胶法制备出的高活性硅溶胶作为磨料成分。抛液分散性能提升,抛液与晶片之间润湿性提升,降低抛液与晶片之间分子间作用力,减少了抛布吸片现象。

    7、第四步:通过抛光布将抛液中的磨料在抛布与集成电路的相对运动中机械去除反应层。

    8、作为优选,利用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶;凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

    9、作为优选,使用有机碱作为ph调节剂,相较于普通无机koh,与硅溶胶结合性能更好,较少抛液团聚,ph约10~18.88时,抛光速率最大。fa/o作为活性剂添加,进一步降低晶片与抛液之间的分子间作用力,减少晶片与抛布的吸片现象。使用活性剂为羟乙基纤维素。达到提高抛液流动性,降低与晶片之间的分子间作用力,从而减小吸片现象。添加羟乙基纤维素(hec)可以使晶片表面粗糙度进一步下降,提升表面品质。

    10、作为优选,添加助溶剂gc,提高晶片抛光速度,提高抛液分散性,降低抛液团聚。

    11、作为优选,集成电路铜膜化学机械抛光过程中抛光布承载晶片及其运动、承载抛液和及时排出反应后的抛液和硅渣、抛布渣。

    12、作为优选,抛布表层材料生产时加入羟乙基纤维素(hec)类、cmc类丝状物质,加工成表面含有羟乙基纤维素(hec)类、cmc类丝状的无沟槽抛光布。

    13、抛布中表面覆盖羟乙基纤维素(hec)类、cmc类丝状物质,与抛液中的活性硅溶胶和羟乙基纤维素(hec)类结合,增加抛布表面的抛液量,提升化学去除速度,并保护晶片正面,降低划伤发生率。由于hec和cmc的存在,晶片与抛布接触面减小,降低晶片与抛布之间分子间作用力,减少抛布吸片的发生。实现使用无沟槽抛布,提升产品nt。

    14、本发明能够达到如下效果:

    15、本发明提供了一种在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,与现有技术相比较,采用晶片与抛布接触面减小,降低晶片与抛布之间分子间作用力,减少抛布吸片的发生。实现使用无沟槽抛布,提升产品nt。通过晶片、抛布、抛液之间流动型增强,利于控制晶片去除形貌,产品平坦度更佳。



    技术特征:

    1.一种在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其特征在于包括如下操作步骤:

    2.根据权利要求1所述的在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其特征在于:利用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶;凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

    3.根据权利要求2所述的在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其特征在于:使用有机碱作为ph调节剂,相较于普通无机koh,与硅溶胶结合性能更好,较少抛液团聚;fa/o作为活性剂添加,进一步降低晶片与抛液之间的分子间作用力,减少晶片与抛布的吸片现象;使用活性剂为羟乙基纤维素。

    4.根据权利要求3所述的在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其特征在于:添加助溶剂gc,提高晶片抛光速度,提高抛液分散性,降低抛液团聚。

    5.根据权利要求1所述的在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其特征在于:集成电路铜膜化学机械抛光过程中抛光布承载晶片及其运动、承载抛液和及时排出反应后的抛液和硅渣、抛布渣。

    6.根据权利要求5所述的在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,其特征在于:抛布表层材料生产时加入羟乙基纤维素(hec)类、cmc类丝状物质,加工成表面含有羟乙基纤维素(hec)类、cmc类丝状的无沟槽抛光布。


    技术总结
    本发明涉及一种在集成电路铜膜化学机械抛光中使用抛布和抛液的方法,所属硅片抛光工艺技术领域,包括如下操作步骤:第一步:将由PH调节剂、磨料、氧化剂、表面活性剂和润滑剂组成的抛光液进行混合制备。第二步:抛液中的碱、有机物与集成电路反应,生成硬度较单晶硅更低的结合产物。第三步:采用溶胶凝胶法制备出的高活性硅溶胶作为磨料成分。第四步:通过抛光布将抛液中的磨料在抛布与集成电路的相对运动中机械去除反应层。采用晶片与抛布接触面减小,降低晶片与抛布之间分子间作用力,减少抛布吸片的发生。实现使用无沟槽抛布,提升产品NT。通过晶片、抛布、抛液之间流动型增强,利于控制晶片去除形貌,产品平坦度更佳。

    技术研发人员:姜翠兰
    受保护的技术使用者:杭州中欣晶圆半导体股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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