[发明专利]一种半导体晶圆的双面抛光工艺

说明书

本发明属于半导体材料加工领域，具体公开了一种半导体晶圆的双面抛光工艺，由以下步骤组成：S1：将半导体晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；S2：在所述半导体晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应第一抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光；S3：在所述半导体晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应第二抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光S4：在所述半导体晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应超纯水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的第二抛光液；还公开了抛光液组成。所述工艺可以在晶圆表面形成聚合物薄膜，改善晶圆表面的局域光散射体品质及粗糙度品质。

技术领域

本发明属于半导体材料加工领域，具体公开了一种半导体晶圆的双面抛光工艺。

背景技术

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。随着集成电路(Integrated circuit,IC)制造技术的不断发展，芯片特征尺寸越来越小，互连层数越来越多，晶圆直径也不断增大。要实现多层布线，晶圆表面必须具有极高的平整度、光滑度和洁净度，而化学机械抛光(Chemicalmechanical polishing,CMP)是目前最有效的晶圆平坦化技术，它与光刻、刻蚀、离子注入、PVD/CVD一起被称为IC制造最核心的五大关键技术。

CMP装备主要由抛光头、抛光盘、修整器、抛光液输送系统等部分组成，而抛光头及其压力控制系统是其中最关键、最复杂的部件，是CMP技术实现纳米级平坦化的基础和核心。目前国外最先进的300mm晶圆抛光头采用气压方式加载，具有分区压力、真空吸附、浮动保持环及自适应等功能，十分复杂。随着特征尺寸不断减小和晶圆直径不断增加，对CMP表面质量的要求也越来越高，传统的单区压力抛光头已无法满足要求。如果抛光头能够将晶圆分成多个区域进行加载，通过改变施加压力的大小就可以控制不同区域的材料去除率。当前国际上高端300mm晶圆CMP装备的抛光头通常具有三个压力分区。此外，在45nm技术节点及以下，目前的CMP装备(抛光压力6.985kPa)极易造成Low-k材料的断裂、划伤以及Low-k介质/铜界面剥离等问题，超低压力CMP(3.448kPa)将是未来CMP装备和技术的主要发展方向。目前晶圆抛光工艺主要的问题是抛光时间长，抛光液价格昂贵，抛光效果不理想。

发明内容

针对上述情况，本发明公开了一种半导体晶圆的双面抛光工艺。

本发明的技术方案如下：

一种半导体晶圆的双面抛光工艺，所述抛光工艺属于化学机械抛光法，由以下步骤组成：

S1：将半导体晶圆装载于载体盘的切口中，并置于覆盖有上抛光垫的上抛光盘与覆盖有下抛光垫的下抛光盘之间；

S2：在所述半导体晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应第一抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光；抛光转速100-200rpm，抛光压力范围是0.01～0.03daN/cm2，抛光时长为10～20min；

S3：在所述半导体晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应第二抛光液，对所述晶圆正面及背面进行抛光；抛光转速200-400rpm，抛光压力范围是0.2～0.4daN/cm2，抛光时长为3～6min；

S4：在所述半导体晶圆与所述上抛光垫、下抛光垫之间供应超纯水，去除所述晶圆、上抛光垫及下抛光垫上的第二抛光液；

所述步骤S2中的第一抛光液由以下重量份的成分组成：

所述步骤S3中的第二抛光液由以下重量份的成分组成：