[发明专利]用于MEMS器件的化学机械抛光工艺有效

专利信息
申请号: 201710561848.5 申请日: 2017-07-11
公开(公告)号: CN107378747B 公开(公告)日: 2019-04-02
发明(设计)人: 陈蕊;金军;沈攀;路新春 申请(专利权)人: 天津华海清科机电科技有限公司;清华大学
主分类号: B24B37/00 分类号: B24B37/00;B81C1/00
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 黄德海
地址: 300350 天津市津*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 用于 mems 器件 化学 机械抛光 工艺
【说明书】:

发明公开了一种用于MEMS器件的化学机械抛光工艺,所述化学机械抛光工艺包括:S1:提供一待抛光MEMS器件晶圆;S2:固定待抛光MEMS器件晶圆;S3:对所述MEMS器件晶圆进行粗抛光;S4:对所述MEMS器件晶圆进行水抛光;S5:循环步骤S3、S4达n次或达到预设时间t;S6:对所述对MEMS器件晶圆进行精抛光;S7:冲洗抛光盘及晶圆,完成抛光。根据本发明实施例的用于MEMS器件的化学机械抛光工艺步骤简单、可以减少抛光过程中的蝶形坑或粗糙度大等问题、保证器件的可靠性。

技术领域

本发明涉及化学机械抛光技术领域,更具体涉及一种用于MEMS器件的化学机械抛光工艺。

背景技术

基于微电子机械系统(Microelectromechanical Systems,MEMS)技术的MEMS滤波器是射频结构中重要的MEMS器件,与传统的金属矩形或圆柱波导以及半导体元件制作的滤波器相比,MEMS滤波器具有低耗损、高隔离度、体积小等有点,随着技术要求不断提高,MEMS器件的加工要求也越来越高,相关技术中,通常采用多个抛光盘、多种配套抛光工艺进行抛光,这使得所需抛光时间较长,并且也增加了抛光成本。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种用于MEMS器件的化学机械抛光工艺,所述用于MEMS器件的化学机械抛光工艺简单、可以减少抛光过程中的蝶形坑或粗糙度大等问题、保证器件的可靠性。

根据本发明实施例的用于MEMS器件的化学机械抛光工艺,包括以下步骤:S1:提供一待抛光MEMS器件晶圆,所述MEMS器件晶圆包括硅衬底以及淀积在所述硅衬底上的磷硅玻璃;S2:清洁抛光头、抛光盘,将抛光垫安装于所述抛光头,并将所述待抛光MEMS器件晶圆固定在所述抛光盘上;S3:对所述MEMS器件晶圆进行粗抛光,其中,抛光压力p1为2.5psi-3.5psi,抛光头的转速v1为90rpm-110rpm,抛光盘的转速v1’为90rpm-110rpm,抛光液流量为200ml/min-300ml/min,抛光时间t1为110s-130s;S4:对所述MEMS器件晶圆进行水抛光,其中,抛光压力p2为0.8psi-1.2psi,抛光头的转速v2为90rpm-110rpm,抛光盘的转速v2’为90rpm-110rpm,抛光时间t2为3s-10s;S5:循环步骤S3、S4达n次或达到预设时间t;S6:对所述对MEMS器件晶圆进行精抛光,其中,抛光压力p3为1.25psi-1.75psi,抛光头的转速v3为65rpm-75rpm和所述抛光盘的转速v3’为65rpm-75rpm,抛光时间t3为15s-30s;S7:冲洗抛光盘及晶圆,完成抛光。

根据本发明实施例的用于MEMS器件的化学机械抛光工艺,通过合理设计抛光工艺步骤,并且抛光过程中的参数,与相关技术中采用连续式抛光工艺相比,可以减少由于晶圆表面温度升高对抛光液造成的影响,进而减少蝶形坑的产生,而通过高压水抛光既可以起到平衡晶圆表面温度的作用,也可以有效地去除掉抛光垫上的附着的抛光产物,从而降低粗糙度,同时,抛光过程中无需使用多个抛光盘,操作过程简单,可靠性高。

根据本发明的一些实施例,所述预设时间t为所述MEMS器件晶圆上待抛光的磷硅玻璃厚度与单次粗抛光的去除速率的比值。由此,通过预设时间t,可以有效地控制抛光过程,从而提高抛光精度。

根据本发明进一步的示例,为精确对MEMS器件晶圆的抛光过程,避免产生过抛,造成硅坑深度无法满足工艺要求,所述步骤S3、步骤S4的循环次数n为预设时间t与所述抛光时间t1之间的比值。

根据本发明的一些实施例,所述抛光头转速v1与所述抛光盘转速v1’相等。从而简化工艺操作,方便用户控制。

根据本发明的一些实施例,所述步骤S3与所述步骤S6中使用同一种抛光垫,且为硬抛光垫。

根据本发明的一些实施例,所述抛光头的转速v2与所述抛光盘转速v2’相等。

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