用于抛光由半导体材料构成的基材的方法，其包括至少一个Ａ型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结于抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将抛光剂溶液施加至所述基材与所述抛光布之间；以及至少一个Ｂ型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结在抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将包含非粘结的磨料的抛光剂浆料施加至所述基材与所述抛光布之间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，其包括至少两 个不同的方法步骤。该方法的至少一个步骤为抛光步骤，借助该步骤将基 材在抛光布上抛光，该抛光布包含粘结于抛光布中的磨料。
技术介绍
W0 99/55491 Al中描述了一种两步抛光法，其包括第一抛光步骤，其 中将基材在抛光布上抛光，该抛光布包含粘结于抛光布中的磨料。其中使 用该抛光布即固结磨料抛光布(fixed-abrasive pad)的抛光步骤在下文 中简称为FAP步骤。两步抛光法的随后第二抛光步骤是将基材在不包含粘 结磨料的抛光布上的化学机械抛光。在此，将磨料以浆料(Suspension)的 形式施加至基材与抛光布之间。该抛光步骤在下文中简称为CMP步骤。其 用于根据WO 99/55491 Al的两步抛光法中尤其是为了除去FAP步骤在基 材的抛光表面上留下的划痕。EP 1 717 001 Al是在抛光于表面上尚未形成元件结构的半导体晶片时 也使用FAP步骤的一个实例。在抛光该半导体晶片时，首先是产生至少一 个特别平的侧面，该侧面具有尽可能小的微观粗糙度和纳米形貌。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供由半导体材料构成的基材的改进的抛光方法，该 方法尤其是开创了关于微观粗糙度的特别低的值。该目的是借助实现的，该方 法包括至少一个A型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光， 该抛光布包含粘结于抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将抛光剂溶液施加至所述基材与抛光布之间；以及至少一个B型抛光步骤，所述基材借 助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结在抛光布中的磨料，其中 在该抛光步骤中将包含非粘结的磨料的抛光剂浆料施加至所述基材与抛光 布之间。A型和B型抛光步骤均为FAP步骤。它们的区别在于，在B型抛光步 骤中，包含固体形式的非粘结的磨料的抛光剂浆料被施加至基材与抛光布 之间，而在A型抛光步骤中，使用如术语已描述的不含固体的抛光剂溶液 代替抛光剂浆料。术语抛光剂在下文中用作抛光剂浆料和抛光剂溶液的通 称。磨料在抛光剂浆料中的比例优选为0.25至20重量％。磨料颗粒的粒径 分布优选本质上为单一模式(monomodal)。平均粒径为5至300 nm，更优 选为5至50nm。磨料由机械除去基材材料的材料组成，优选由元素铝、铈 或硅的一种或更多种氧化物组成。特别优选为包含胶体分散的二氧化硅的 抛光剂浆料。抛光剂浆料的pH值优选在9至11.5的范围内，并优选通过 添加剂如碳酸钠(Na2C03)、碳酸钾(K2C03)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧 化钾(KOH)、氢氧化铵(NH4OH)、氢氧化四甲铵(TMAH)或这些化合 物的任意混合物而加以调节。此外，抛光剂浆料可以包含一种或更多种其 他添加剂，例如表面活性添加剂，如润湿剂和表面活性剂，作为保护胶体 的稳定剂、防腐剂、抗微生物剂、醇类和络合剂。在最简单的情况下抛光剂溶液是水，优选为具有半导体工业中常用纯 度的去离子水(DIW)。但该抛光剂溶液也可包含化合物如碳酸钠(Na2C03)、 碳酸钾(K2C03)、氢氧化钠(NaOH )、氢氧化钾(KOH)、氢氧化铰(NH4OH )、 氢氧化四甲铵(TMAH)或它们任意的混合物。在此情况下，抛光剂溶液 的pH优选在10至12的范围内，所述化合物在抛光剂溶液中的比例优选为 0.01至10重量％。此外，抛光剂溶液还可包含一种或更多种其他的添加剂， 例如表面活性添加剂，如润湿剂和表面活性剂，作为保护胶体的稳定剂、 防腐剂、抗微生物剂、醇类和络合剂。作为根据本专利技术进行抛光的基材，尤其是可以考虑由材料如硅、砷化镓、SixGei.x、蓝宝石和碳化硅构成的半导体晶片。特别适合的基材是由硅 构成的半导体晶片及由其获得的基材。由硅构成的半导体晶片的待抛光的 表面可以如下状态存在，将半导体晶片从晶体分离之后，研磨半导体晶片 之后，磨削半导体晶片之后，蚀刻半导体晶片之后或者在已经抛光半导体 晶片之后。由硅构成的半导体晶片获得的基材应理解为尤其是具有层结构 的基材，例如具有通过外延沉积的层的半导体晶片、SOI基材(绝缘体上 硅)和sSOI基材(绝缘体上应变硅)及其中间产物。中间产物还包括供 体半导体晶片，由该供体半导体晶片将层转移至其他基材上，尤其是在制 备SOI基材的过程中。为了能够重复使用，必须磨平供体半导体晶片的相 对粗糙的且在边缘区域内具有特征台阶的通过层转移而暴露的表面。待抛 光的基材表面必须不或者必须不仅由硅组成。例如可为由III-V族化合物半 导体如砷化镓组成的层或者由硅和锗(SixGei.x)构成的合金。其他实例是 由磷化铟、氮化镓和砷化铝镓构成的层。SixGe^层的表面的特征通常在于 称作网纹(cross hatch)的由错位引起的图案，并且通常必须在可在其 上沉积其他的一层或更多层之前进行磨平。若根据本专利技术抛光具有由锗或SixGe^构成的层的基材，则抛光剂浆料 或抛光剂溶液或两者均可包含氧化剂作为其他添加剂。适合的氧化剂是过 氧化氢(H202)和臭氧(03)。该添加剂将锗转化为水溶性化合物。不使用 添加剂时，可以在抛光期间产生含锗的颗粒，其会划伤经抛光的表面。根据本专利技术的方法原则上可以双面抛光的形式进行。在此情况下，同 时抛光半导体晶片的两面。但特别适合的应用范围是单面抛光。在此，大 直径的基材，例如直径为300mm的由硅构成的半导体晶片，通常单独地进 行抛光。借助抛光头，将它们以待抛光的侧面压在位于抛光板上的抛光布 上。抛光头还包括侧面围绕着基材并防止基材在抛光期间从抛光头滑动的 挡圈。在新型抛光头的情况下，将半导体晶片远离抛光布的侧面放置在传 递所施加的抛光压力的弹性薄膜上。该薄膜是形成气垫或液垫的任选细分的室系统的组成部分。但抛光头还应用于用弹性支承(衬垫)代替薄膜 的情况。通过在基材与抛光布之间加入抛光剂并旋转抛光头和抛光板从而 抛光基材。在此情况下，还可额外将抛光头在抛光布上方平移，从而获得 抛光布表面更广泛的应用。此外，根据本专利技术的方法同样可以在单板和多板抛光机上实施。优选 使用具有优选两个或三个抛光板和抛光头的多板抛光机，从而可以同时抛 光相应数量的基材。在此还可使用不同的抛光布和不同的抛光剂。在根据本专利技术的方法中，使用至少一种抛光布，该抛光布包含粘结于 抛光布中的磨料。适合的磨料包括例如元素铈、铝、硅、锆的氧化物颗粒 以及硬质材料如碳化硅、氮化硼和金刚石的颗粒。特别适合的抛光布具有 由复制的微结构产生的表面形貌。这些微结构(柱)例如具有圆柱形或 多边形截面的柱体形状或者锥体或截锥形状。此类抛光布是可商购的，例如由美国3M公司提供。该抛光布的更详细的描述例如包含于WO 92/13680 Al和US 2005/227590 Al中。根据本专利技术的方法均包括至少一个A型和B型抛光步骤。在这两个抛 光步骤中均使用FAP布。这可以是同一抛光布，或者可以使用不同的抛光 布。根据该方法的一个特别优选的实施方案，抛光在时间上细分为至少三 个子步骤1、 2和3，其中将控制平均材料去除量(MR)的过程参数如抛光 剂、抛光剂流量和抛光步骤持续时间以如下方式加以控制，子步骤1中的 平均材料去除量多于子步骤2，并且子步骤2中的平均材料去除量等于或大 于子步骤3。在子步骤l、 2和3中，至少一个子步骤作为A本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于抛光由半导体材料构成的基材的方法，其包括至少一个Ａ型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结于抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将抛光剂溶液施加至所述基材与所述抛光布之间；以及至少一个Ｂ型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结在抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将包含非粘结的磨料的抛光剂浆料施加至所述基材与所述抛光布之间。
【技术特征摘要】
1、用于抛光由半导体材料构成的基材的方法，其包括至少一个A型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结于抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将抛光剂溶液施加至所述基材与所述抛光布之间；以及至少一个B型抛光步骤，所述基材借助该步骤在抛光布上被抛光，该抛光布包含粘结在抛光布中的磨料，其中在该抛光步骤中将包含非粘结的磨料的抛光剂浆料施加至所述基材与所述抛光布之间。2、 如权利要求1的方法，其特征在于，所述B型抛光步骤在所述A 型抛光步骤之前或之后实施。3、 如权利要求1或2的方法，其特征在于，所述A型抛光步骤和 所述B型抛光步骤在同一抛光板上实施。4、 如权利要求1或2的方法，其特征在于，所述A型抛光步骤和 所述B型抛光步骤在不同的抛光板上实施。5、 如权利要求1至4之一的方法，其包括至少一个C型抛光步骤， 所述基材借助该步骤用...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·施万德纳，T·布施哈尔特，R·考珀特，G·皮奇，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE
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