[go: up one dir, main page]

CN116252236A - 半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法 - Google Patents

半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116252236A
CN116252236A CN202211599677.2A CN202211599677A CN116252236A CN 116252236 A CN116252236 A CN 116252236A CN 202211599677 A CN202211599677 A CN 202211599677A CN 116252236 A CN116252236 A CN 116252236A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polishing
target plane
wafer
oxide
oxide layer
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.)
Granted
Application number
CN202211599677.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116252236B (zh
Inventor
周国安
罗大杰
马琳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Silex Microsystems Technology Beijing Co ltd
Original Assignee
Silex Microsystems Technology Beijing Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Silex Microsystems Technology Beijing Co ltd filed Critical Silex Microsystems Technology Beijing Co ltd
Priority to CN202211599677.2A priority Critical patent/CN116252236B/zh
Priority claimed from CN202211599677.2A external-priority patent/CN116252236B/zh
Publication of CN116252236A publication Critical patent/CN116252236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116252236B publication Critical patent/CN116252236B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/042Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor
    • B24B37/044Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces operating processes therefor characterised by the composition of the lapping agent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/10Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for single side lapping
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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

本发明公开了一种半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法,通过将正面刻蚀有凹槽、且正面沉积有氧化层薄膜待处理晶圆置于抛光台上,将凹槽外的待处理晶圆正面作为目标平面,在抛光台上对目标平面的氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,以初步去除目标平面上的大量氧化物,再对所述目标平面进行二级抛光,直至目标平面上的氧化层薄膜完全去除,二级抛光的抛光量较小,二级抛光过程中可以精确控制目标平面以上氧化层薄膜的去除量,以将氧化层薄膜精准的完全去除,进而能够提高晶圆表面沉积层的去除质量。

Description

半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法
技术领域
本申请涉及半导体器件制备工艺的技术领域,尤其涉及一种半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法。
背景技术
在MEMS(Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统)的制备过程中,由于MEMS的图形尺寸较大,其图形尺寸不同于逻辑器件低于0.5um,MEMS的图形需要做出机械结构,其尺寸一般在10-500um,典型的尺寸在100-200um,大尺寸的一步抛光工艺将导致极大的蝶形缺陷(或称Dishing),后续需要基于存在蝶形缺陷的晶圆表面继续制备结构,后续的制备结构将随着表面形态起伏和氧化层释放,造成其腔室上表面呈现下凸形结构,导致影响半导体器件的使用性能。
因此,如何提高晶圆表面沉积层的去除质量,是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的一种半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法,能够提高晶圆表面沉积层的去除质量。
本发明实施例提供了以下方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种晶圆表面沉积层的去除方法,所述方法包括:
将待处理晶圆置于抛光台上,其中,所述待处理晶圆为正面刻蚀有凹槽,且所述正面沉积有氧化层薄膜的晶圆;
在所述抛光台上对目标平面的所述氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,其中,所述目标平面为所述凹槽外的所述待处理晶圆正面;
对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光,直至所述目标平面以上的氧化层薄膜完全去除。
在一种可选的实施例中,所述在所述抛光台上对目标平面的所述氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,包括:
采用复合抛光垫对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行初级化学机械抛光,使所述氧化层薄膜的氧化物去除率不小于6000埃/分钟;
在所述初级抛光的抛光时长达到预设时长;或初级抛光面的检测光谱为目标光谱时,确定所述氧化层薄膜达到0.5-1.5um,停止对所述氧化层薄膜进行所述初级抛光。
在一种可选的实施例中,所述采用复合抛光垫对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行初级化学机械抛光,包括:
将烟熏颗粒置于所述复合抛光垫和所述目标平面之间;
控制所述抛光台和所述抛光头同向转动,且转速均不小于80RPM;
对所述抛光台和所述抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不小于5PSI,以对所述目标平面的氧化层薄膜进行初级化学机械抛光。
在一种可选的实施例中,对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光,包括:
将完成所述初级抛光的晶圆移动至二级抛光台上;
采用水溶性抛光液和复合抛光垫对所述氧化层薄膜进行二级化学机械抛光;
在检测到所述氧化层薄膜的氧化物和晶圆正面的二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1时,控制停止对所述氧化层薄膜进行所述二级抛光。
在一种可选的实施例中,所述采用水溶性抛光液和复合抛光垫对所述氧化层薄膜进行二级化学机械抛光,包括:
将研磨颗粒直径为50-130nm的胶体二氧化硅置于所述晶圆正面和所述复合抛光垫之间;
控制所述抛光台和所述抛光头同向转动,且转速均不小于90RPM;
对所述抛光台和所述抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不大于4PSI。
在一种可选的实施例中,在检测到所述氧化层薄膜的氧化物和所述晶圆正面的二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1之后,所述方法还包括:
对所述目标平面的所述氧化层薄膜继续抛光5-15s后停止所述二级抛光。
在一种可选的实施例中,所述对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光之后,所述方法还包括:
将完成所述二级抛光的晶圆移动至三级抛光台上;
在所述三级抛光台上对所述目标平面进行三级化学机械抛光,直至所述目标平面的粗糙度低于1nm。
在一种可选的实施例中,所述在所述三级抛光台上对所述目标平面进行三级化学机械抛光,包括:
将软性抛光垫贴合所述目标平面,移动抛光头至所述软性抛光垫上,并喷洒精抛光液或纯水至所述软性抛光垫;
控制所述抛光台和所述抛光头同向转动,且转速均不小于100RPM;
对所述抛光台和所述抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不大于3PSI,以进行三级化学机械抛光。
在一种可选的实施例中,所述氧化层薄膜为厚度不低于3μm的磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
第二方面,本发明实施例还提出了一种半导体器件,制备所述半导体器件时的沉积层经第一方面任一所述的方法去除。
本发明的一种半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法与现有技术相比,具有以下优点:
本发明的去除方法,通过将正面刻蚀有凹槽、且正面沉积有氧化层薄膜待处理晶圆置于抛光台上,将凹槽外的待处理晶圆正面作为目标平面,在抛光台上对目标平面的氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,以初步去除目标平面上的大量氧化物,再对所述目标平面进行二级抛光,直至目标平面上的氧化层薄膜完全去除,二级抛光的抛光量较小,二级抛光过程中可以精确控制目标平面以上氧化层薄膜的去除量,以将目标平面以上氧化层薄膜精准的完全去除,进而能够提高晶圆表面沉积层的去除质量。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例,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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种晶圆表面沉积层的去除方法的流程图;
图2-1为本发明实施例提供的晶圆刻蚀凹槽后的结构示意图;
图2-2为本发明实施例提供的晶圆沉积有氧化层薄膜的结构示意图;
图2-3为本发明实施例提供的待处理晶圆经初级抛光后的结构示意图;
图2-4为本发明实施例提供的待处理晶圆经二级抛光后的结构示意图;
图2-5为本发明实施例提供的对晶圆淀积压电层后的结构示意图;
图2-6为本发明实施例提供的对晶圆上牺牲层释放后的结构示意图;
图3-1为本发明实施例提供的抛光台和抛光头的立体结构示意图;
图3-2为本发明实施例提供的抛光台和抛光头的俯视结构示意图。
附图标记说明:1-晶圆、2-凹槽、3-氧化层薄膜、4-压电层、5-抛光台、6-抛光头、7-抛光液供给管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明实施例保护的范围。
本发明实施例将以在MEMS制备工艺中实施为例,具体阐述如何应用本发明提出的晶圆表面沉积层的去除方法,相较于制备普通IC(Integrated Circuit Chip,集成电路)芯片过程中的沉积层,MEMS制备工艺中沉积的沉积层厚度更厚,沉积层可以为氧化层薄膜,现有的平坦化工艺多采用干法或者湿法刻蚀(etch back),以去除凹槽外高于晶圆正面的氧化层薄膜,这不仅仅需要增加光刻、涂胶、显影、干法刻蚀、去胶及清洗步骤,并且刻蚀的均匀性和厚度极难控制,从而导致后续化学机械抛光(CMP,Chemical MechanicalPolishing)的控制增加更多不稳定因素,导致影响制备的半导体器件性能,下面将具体阐述如何解决上述问题。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的一种晶圆表面沉积层的去除方法的流程图,所述方法包括:
S11、将待处理晶圆置于抛光台上,其中,所述待处理晶圆为正面刻蚀有凹槽,且所述正面沉积有氧化层薄膜的晶圆。
具体的,请参阅图2-1,凹槽2在晶圆1上的分布结构可以基于待制备的器件确定,凹槽2可以通过干法或者湿法在晶圆上进行刻蚀获得。刻蚀前用标准的RCA(或称工业标准湿法)清洗工艺对晶圆进行处理,并烘干备用;在晶圆正面采用干法或者湿法刻蚀出凹槽,凹槽深度在2.3-30μm。请参阅图2-2,在MEMS制备工艺中,凹槽深度的典型值在2.6-3.7μm,在晶圆正面使用PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition,等离子体增强化学的气相沉积法)淀积出氧化层薄膜3,其厚度是凹槽深度的1.2-2倍,凹槽内的氧化层薄膜作3可以作为制备中空结构的牺牲层。氧化层薄膜3可以为厚度不低于3μm的磷硅玻璃(PSG,phosphoro silicate glass)或硼磷硅玻璃(BPSG,Boro-phospho-silicate Glass),将待处理晶圆置于抛光台后,可以对其进一步进行清洗,使其表面洁净。将待处理晶圆置于抛光台后进入步骤S12。
S12、在所述抛光台上对目标平面的所述氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,其中,所述目标平面为所述凹槽外的所述待处理晶圆正面。
具体的,请参阅图2-3,通过对目标平面上的氧化层薄膜进行初级抛光,可以快速去除目标平面上较多的氧化层薄膜,使氧化层薄膜的剩余厚度达到预设的目标厚度,目标厚度可以根据实际需求确定,例如设定为1-2μm。初级抛光可以为化学机械抛光,请参阅图3-1和3-2,化学机械抛光的抛光量由抛光台5和抛光头6进行控制,抛光过程中经抛光液供给管7喷洒抛光液,可以在初级抛光时选用粗抛光液,控制抛光台和抛光头具有较大的贴合压力和较高的转速实施粗抛,在氧化层薄膜达到目标厚度后停止。
在实际应用时,由于化学机械抛光的控制存在较多的控制因素,现有的控制模式无法准确控制在氧化层薄膜达到目标厚度。基于此,在一种具体的实施方式中,在抛光台上对目标平面的氧化层薄膜进行初级抛光,直至氧化层薄膜达到目标厚度,包括:
采用复合抛光垫对目标平面的氧化层薄膜进行初级化学机械抛光,使氧化层薄膜的氧化物去除率不小于6000埃/分钟;在初级抛光的抛光时长达到预设时长;或初级抛光面的检测光谱为目标光谱时,确定氧化层薄膜达到0.5-1.5um,停止对氧化层薄膜进行初级抛光。。
具体的,复合抛光垫(或称stacked pad)可以选用市售产品,例如陶氏公司的IC100或IC1010型抛光垫。将复合抛光垫置于目标平面上,将抛光头置于复合抛光垫上,控制抛光台和抛光头转动并加入粗抛光液,使氧化物去除率不小于6000埃/分钟,其中,对于磷硅玻璃和硼磷硅玻璃,其去除率不小于6000埃/分钟,对于氧化硅薄膜(或称PETEOS)不小于3500埃/分钟。抛光后进行终点检测,可以对抛光后的初级抛光面照射光束,以获得检测光谱,检测光谱可以表征目标平面上氧化层薄膜在抛光后的表面物质,将检测光谱与目标光谱进行比对,比对相同时确定氧化层薄膜达到目标厚度,目标厚度可以设定为0.5-1.5μm优先1μm。当然,也可以基于初级抛光的抛光时长确定目标厚度,在达到预设时长后即可确定达到目标厚度,相较于光谱检测,经抛光时长确定目标厚度更简单快捷,因此,也可以根据光谱检测确定出预设时长,再对下一待处理晶圆实施初级抛光时,可以基于预设时长确定氧化层薄膜是否达到目标厚度,该种控制方式更有利于大规模的工业应用。
在一种具体的实施方式中,采用复合抛光垫对目标平面的氧化层薄膜进行初级化学机械抛光,包括:
将烟熏颗粒置于复合抛光垫和目标平面之间;控制抛光台和抛光头同向转动,且转速均不小于80RPM;对抛光台和抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不小于5PSI,以对目标平面的氧化层薄膜进行初级化学机械抛光。
具体的,烟熏颗粒为抛光用硅溶胶,是二氧化硅在1800-2500℃采用高温烧结工艺制备的抛光材料,具有较多棱角,在实施抛光时能够较快去除氧化层薄膜。抛光台和抛光头同向转动可以更精确控制初级抛光的抛光量,抛光台的第一转速w1和抛光头的第二转速w2均不小于80RPM,贴合压力不小于5PSI或310HPA,以对目标平面的氧化层薄膜进行初级化学机械抛光。可以理解,为保障氧化层薄膜去除均匀对贴合面进行区域压力控制,区域压力控制是以抛光头的圆心为中心,沿其径向设置多个压力控制点。以抛光头为100mm为例,圆心向外30mm的区域设置第一压力控制区,30-65设置第二压力控制区,65-95设置第三压力控制区,以使贴合压力均匀且不小于5PSI,以提高初级抛光的抛光质量和抛光效率。对目标平面的氧化层薄膜进行初级抛光达到目标厚度后进入步骤S13。
S13、对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光,直至所述目标平面以上的氧化层薄膜完全去除。
具体的,请参阅图2-3和2-4,二级抛光是为将凹槽外的氧化层薄膜完全去除,二级抛光可以在抛光台上以化学机械抛光实施,抛光后对目标平面进行终点检测,确定目标平面的氧化层薄膜完全去除后停止抛光。
在实际应用时,由于化学机械抛光是在抛光台的动态旋转过程中实施的,由于抛光台制备的机械误差,导致其动平衡存在误差,而对目标平面上氧化层薄膜去除质量产生不利影响;此外,化学机械抛光是伴随化学反应实施的,初级抛光和二级抛光的抛光反应环境不同,若在同一抛光台上实施初级抛光和二级抛光,将进一步对去除质量产生不利影响。基于此,在一种具体的实施方式中,对目标平面的氧化层薄膜进行二级抛光,包括:
将完成初级抛光的晶圆移动至二级抛光台上;采用水溶性抛光液和复合抛光垫对氧化层薄膜进行二级化学机械抛光;在检测到氧化层薄膜的氧化物和晶圆正面的二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1时,控制停止对氧化层薄膜进行二级抛光。
具体的,二级抛光台的结构与初级抛光的抛光台结构相同,可以设置在两个独立的封闭空间中,封闭空间上设置可开闭的活动门结构,通过机械手抓取晶圆移动至二级抛光台,由于初级抛光和二级抛光在两个抛光台上实施,可以减小动平衡误差和化学环境差异对抛光质量的影响,同时提高抛光效率。水溶性抛光液相对更加柔和,基于复合抛光垫实施化学机械抛光可以在去除氧化物薄膜的同时提高目标平面的抛光质量。可以理解,在氧化层薄膜沉积至晶圆的目标平面时,氧化物和二氧化硅将以目标平面为临界面相互渗透,在微观结构上,目标平面以上的氧化层薄膜存在部分二氧化硅,但该区域的二氧化硅含量少于沉积工艺释放的氧化物含量;反之,目标平面以下的晶圆存在部分沉积工艺释放的氧化物,但该区域的氧化物含量少于二氧化硅含量。在氧化物和二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1时,说明二级抛光的抛光位置已临界目标平面,则停止对氧化层薄膜进行二级抛光,氧化物和二氧化硅的去除比优选为1∶1。可以理解,氧化物和二氧化硅的去除比可以通过台阶仪进行测试确定,在此不再赘述其检测原理;二级抛光后可以通过光谱(红外或可见光)检测抛光面的氧化物含量,以进行终点检测,在终点检测目标平面上的氧化物薄膜完全去除时停止二级抛光。
在一种具体的实施方式中,采用水溶性抛光液和复合抛光垫对氧化层薄膜进行二级化学机械抛光,包括:
将研磨颗粒直径为50-130nm的胶体二氧化硅置于晶圆正面和复合抛光垫之间;控制抛光台和抛光头同向转动,且转速均不小于90RPM;对抛光台和抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不大于4PSI。
具体的,胶体二氧化硅为椭圆结构的抛光物质,再次实施化学机械抛光可以有效的减少初级抛光后目标平面存在的表面缺陷,同时经胶体二氧化硅降低因去除率不同而形成的尖锐角,提高抛光速度和降低贴合压力可以改善抛光的表面质量,以及准确控制抛光去除量,经上述工艺参数实施化学机械抛光,可以有效降低抛光面的蝶形缺陷,达到目标平面上去除氧化层薄膜的全局平坦化。
在实际应用时,二级抛光的终点检测多以光谱检测实施,但光谱检测是基于抛光面的某个检测点实施的,不能准确表征整个抛光面的检测结果,导致目标平面以上还存在未完全去除的氧化层薄膜。基于此,在一种具体的实施方式中,在检测到氧化层薄膜的氧化物和晶圆正面的二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1之后,方法还包括:
对目标平面的氧化层薄膜继续抛光5-15s后停止二级抛光。
具体的,对目标平面继续抛光5-15s,可以使目标平面整体满足去除氧化层薄膜的质量要求,采用此方法可以有效进一步减少抛光面的表面缺陷,减小光谱检测对抛光面整体质量评估的影响。
在实际应用时,晶圆去除氧化物薄膜后需要进入下一步制程,由于二级抛光对目标平面的粗糙度提升有限,导致去除方法不能较好适用于制程的衔接。基于此,在一种具体的实施方式中,对目标平面的氧化层薄膜进行二级抛光之后,方法还包括:
将完成二级抛光的晶圆移动至三级抛光台上;在三级抛光台上对目标平面进行三级化学机械抛光,直至目标平面的粗糙度低于1nm。
具体的,三级抛光台与初级抛光和二级抛光的抛光台结构相同,初级抛光的抛光台、二级抛光台和三级抛光台可以设置在三个独立的封闭空间中,三级化学机械抛光的目的为改善目标平面的表面粗糙度,抛光时间通常为10-60s,粗糙度低于1nm时停止抛光,以满足下一步制程的需要,例如晶圆键合。
在一种具体的实施方式中,在三级抛光台上对目标平面进行三级化学机械抛光,包括:
将软性抛光垫贴合目标平面,移动抛光头至软性抛光垫上,并喷洒精抛光液或纯水至软性抛光垫;控制抛光台和抛光头同向转动,且转速均不小于100RPM;对抛光台和抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不大于3PSI,以进行三级化学机械抛光。
具体的,软性抛光垫可以为市售黑垫,通过高转速和低压力对目标平面实施精抛,以改善目标平面的粗糙度;其中,区域压力控制与上述实施方式相同,以提高抛光头与目标平面贴合压力的均匀性。
基于与去除方法同样的发明构思,本发明实施例还提出了一种半导体器件,制备所述半导体器件时的沉积层经任一所述的方法去除。
具体的,半导体器件可以是微同轴高频器件、微流量器或带通滤波器等。请参阅图2-5和2-6,在完成氧化层薄膜的去除后,可以使用PVD(Physical Vapor Deposition,物理气相沉积)淀积Mo在凹槽外的目标平面上,作为压电层4,淀积厚度通常为2000-5000埃,对压电层刻蚀形成需要的图形;再淀积顶电极材料,并刻蚀电极图形;在凹槽周围通过干法刻蚀获得释放窗口,将氢氟酸(或称HF)溶液从释放窗口注入,把凹槽内的氧化物去除,形成空腔结构。可以理解,上述过程仅是半导体器件制程的部分步骤,可以根据实际需求完成对应的工艺制程,再对晶圆划片分割为单个裸片,对裸片封装后即制备为半导体器件。
本发明实施例中提供的技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
1.本发明实施例阐述的去除方法,通过将正面刻蚀有凹槽、且正面沉积有氧化层薄膜待处理晶圆置于抛光台上,将凹槽外的待处理晶圆正面作为目标平面,在抛光台上对目标平面的氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,以初步去除目标平面上的大量氧化物,再对所述目标平面进行二级抛光,直至目标平面上的氧化层薄膜完全去除,二级抛光的抛光量较小,二级抛光过程中可以精确控制目标平面以上氧化层薄膜的去除量,以将目标平面以上氧化层薄膜精准的完全去除,进而能够提高晶圆表面沉积层的去除质量。
2.较传统对氧化层薄膜刻蚀平坦化的制造方法,本方法能够缩短半导体器件的制程如光刻、涂胶、显影、反刻和清洗,不仅能够大幅度缩短制程时间,并且节省大量费用。
3.本发明实施例的去除方法由于采用多步骤抛光,避免在一个抛光台长时间抛光,因化学反应失调和机械动平衡误差对沉积层去除质量产生不利影响,从而出现片内非均匀性较差,在多个抛光台上实施对沉积层的去除,不仅提高了去除效率还进一步提高了去除质量。
4.对目标平面进行三级抛光,不仅能够有效控制目标平面上薄膜去除达到控制目标,并且晶圆的表面粗糙度得到极大改善,非常有助于下一制程的实施,如晶圆键合(直接键合对表面粗糙要求极高),进而提升了半导体器件整体的制程水平。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述方法包括:
将待处理晶圆置于抛光台上,其中,所述待处理晶圆为正面刻蚀有凹槽,且所述正面沉积有氧化层薄膜的晶圆;
在所述抛光台上对目标平面的所述氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,其中,所述目标平面为所述凹槽外的所述待处理晶圆正面;
对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光,直至所述目标平面以上的氧化层薄膜完全去除。
2.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述在所述抛光台上对目标平面的所述氧化层薄膜进行初级抛光,直至所述氧化层薄膜达到目标厚度,包括:
采用复合抛光垫对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行初级化学机械抛光,使所述氧化层薄膜的氧化物去除率不小于6000埃/分钟;
在所述初级抛光的抛光时长达到预设时长;或初级抛光面的检测光谱为目标光谱时,确定所述氧化层薄膜达到0.5-1.5um,停止对所述氧化层薄膜进行所述初级抛光。
3.根据权利要求2所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述采用复合抛光垫对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行初级化学机械抛光,包括:
将烟熏颗粒置于所述复合抛光垫和所述目标平面之间;
控制所述抛光台和所述抛光头同向转动,且转速均不小于80RPM;
对所述抛光台和所述抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不小于5PSI,以对所述目标平面的氧化层薄膜进行初级化学机械抛光。
4.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光,包括:
将完成所述初级抛光的晶圆移动至二级抛光台上;
采用水溶性抛光液和复合抛光垫对所述氧化层薄膜进行二级化学机械抛光;
在检测到所述氧化层薄膜的氧化物和晶圆正面的二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1时,控制停止对所述氧化层薄膜进行所述二级抛光。
5.根据权利要求4所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述采用水溶性抛光液和复合抛光垫对所述氧化层薄膜进行二级化学机械抛光,包括:
将研磨颗粒直径为50-130nm的胶体二氧化硅置于所述晶圆正面和所述复合抛光垫之间;
控制所述抛光台和所述抛光头同向转动,且转速均不小于90RPM;
对所述抛光台和所述抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不大于4PSI。
6.根据权利要求4所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,在检测到所述氧化层薄膜的氧化物和所述晶圆正面的二氧化硅的去除比为1∶0.9-1.1之后,所述方法还包括:
对所述目标平面的所述氧化层薄膜继续抛光5-15s后停止所述二级抛光。
7.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述对所述目标平面的所述氧化层薄膜进行二级抛光之后,所述方法还包括:
将完成所述二级抛光的晶圆移动至三级抛光台上;
在所述三级抛光台上对所述目标平面进行三级化学机械抛光,直至所述目标平面的粗糙度低于1nm。
8.根据权利要求7所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述在所述三级抛光台上对所述目标平面进行三级化学机械抛光,包括:
将软性抛光垫贴合所述目标平面,移动抛光头至所述软性抛光垫上,并喷洒精抛光液或纯水至所述软性抛光垫;
控制所述抛光台和所述抛光头同向转动,且转速均不小于100RPM;
对所述抛光台和所述抛光头的贴合面进行区域压力控制,使贴合压力均匀且不大于3PSI,以进行三级化学机械抛光。
9.根据权利要求1所述的晶圆表面沉积层的去除方法,其特征在于,所述氧化层薄膜为厚度不低于3μm的磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
10.一种半导体器件,其特征在于,制备所述半导体器件时的沉积层经权利要求1-9任一所述的方法去除。
CN202211599677.2A 2022-12-12 半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法 Active CN116252236B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211599677.2A CN116252236B (zh) 2022-12-12 半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211599677.2A CN116252236B (zh) 2022-12-12 半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116252236A true CN116252236A (zh) 2023-06-13
CN116252236B CN116252236B (zh) 2026-02-17

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118596012A (zh) * 2024-07-15 2024-09-06 北京晶亦精微科技股份有限公司 一种晶圆高k金属栅化学机械抛光方法及半导体器件
CN119609906A (zh) * 2024-12-27 2025-03-14 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 用于晶圆的最终抛光方法及抛光晶圆

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010003474A (ko) * 1999-06-23 2001-01-15 김영환 에스오아이 웨이퍼 제조방법
CN102463522A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 铝的化学机械抛光方法
CN102689266A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种抛光装置及晶片抛光方法
CN103035504A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 化学机械抛光方法和化学机械抛光设备
JP2015125792A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 花王株式会社 磁気ディスク基板用研磨液組成物
CN104802071A (zh) * 2014-01-24 2015-07-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械抛光方法
US20160237316A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Asahi Glass Company, Limited Polishing agent, polishing method and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
CN107378747A (zh) * 2017-07-11 2017-11-24 天津华海清科机电科技有限公司 用于mems器件的化学机械抛光工艺
CN110544629A (zh) * 2019-09-24 2019-12-06 北京北方华创微电子装备有限公司 氧化层去除方法及半导体加工设备
CN114978080A (zh) * 2022-04-19 2022-08-30 赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司 空腔型薄膜体声波谐振器的制造方法
CN115385295A (zh) * 2022-04-19 2022-11-25 赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司 一种微系统薄膜平坦化方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010003474A (ko) * 1999-06-23 2001-01-15 김영환 에스오아이 웨이퍼 제조방법
CN102463522A (zh) * 2010-11-18 2012-05-23 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 铝的化学机械抛光方法
CN102689266A (zh) * 2011-03-23 2012-09-26 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种抛光装置及晶片抛光方法
CN103035504A (zh) * 2011-10-09 2013-04-10 中芯国际集成电路制造(北京)有限公司 化学机械抛光方法和化学机械抛光设备
JP2015125792A (ja) * 2013-12-27 2015-07-06 花王株式会社 磁気ディスク基板用研磨液組成物
CN104802071A (zh) * 2014-01-24 2015-07-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 化学机械抛光方法
US20160237316A1 (en) * 2015-02-12 2016-08-18 Asahi Glass Company, Limited Polishing agent, polishing method and method for manufacturing semiconductor integrated circuit device
CN107378747A (zh) * 2017-07-11 2017-11-24 天津华海清科机电科技有限公司 用于mems器件的化学机械抛光工艺
CN110544629A (zh) * 2019-09-24 2019-12-06 北京北方华创微电子装备有限公司 氧化层去除方法及半导体加工设备
CN114978080A (zh) * 2022-04-19 2022-08-30 赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司 空腔型薄膜体声波谐振器的制造方法
CN115385295A (zh) * 2022-04-19 2022-11-25 赛莱克斯微系统科技(北京)有限公司 一种微系统薄膜平坦化方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张渊等: "半导体制造工艺", vol. 2, 31 January 2022, 械工业出版社, pages: 213 *
温朝柱: "进出口机电商品归类手册", vol. 1, 31 July 2012, 中国海关出版社 , pages: 198 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118596012A (zh) * 2024-07-15 2024-09-06 北京晶亦精微科技股份有限公司 一种晶圆高k金属栅化学机械抛光方法及半导体器件
CN119609906A (zh) * 2024-12-27 2025-03-14 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 用于晶圆的最终抛光方法及抛光晶圆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI697593B (zh) 用於執行濕蝕刻製程的系統及方法
US6497784B1 (en) Semiconductor wafer edge bead removal method and tool
JP5807949B2 (ja) 超高速ウェットエッチング装置
US6436809B1 (en) Method of manufacturing semiconductor devices, etching compositions for manufacturing semiconductor devices, and semiconductor devices made using this method
KR100271769B1 (ko) 반도체소자의 제조방법, 이를 위한 반도체소자 제조용 식각액조성물 및 반도체소자
CN106571294B (zh) 一种半导体器件的制造方法
CN104802068B (zh) 化学机械抛光方法
CN110625460B (zh) 一种晶圆级异质结构的平坦化工艺方法
WO2014026549A1 (zh) 一种用于浅沟槽隔离结构的化学机械研磨方法
CN110270924B (zh) Cmp研磨方法
US7541293B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
TWI774645B (zh) Tsv結構的平坦化裝置
CN116252236A (zh) 半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法
CN116252236B (zh) 半导体器件和晶圆表面沉积层的去除方法
CN103943558A (zh) 采用cmp对以聚合物为介质层的大马士革工艺中铜沉积后的表面进行平坦化的方法
JP2014053502A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03295239A (ja) 半導体装置の製造方法
CN104269353B (zh) 一种平坦化预处理方法
CN113830726A (zh) 一种半导体器件的制造方法和半导体器件
US6395635B1 (en) Reduction of tungsten damascene residue
CN108133887B (zh) 基于深槽刻蚀的平坦化方法
CN115385296B (zh) 一种微系统薄膜平坦化方法
CN115385295B (zh) 一种微系统薄膜平坦化方法
CN101894739A (zh) 一种控制层间介电层膜厚的方法
CN114751367A (zh) 一种微系统薄膜平坦化方法

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
GR01 Patent grant