平坦化方法及化学机械抛光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种平坦化方法及化学机械抛光装置。其中，所述平坦化方法是采用化学机械抛光工艺平坦化目标基底，但与现有技术不同的是，本发明专利技术在平坦化的过程中通入的抛光液包括含氟液体及表面活性物质，且未包含磨料。所述含氟液体及表面活性物质能够增强抛光液与目标基底的化学反应，有利于剥离目标基底表面的粗糙颗粒。所述抛光液中未设置磨料，不仅可以避免磨料对目标基底亚表面的损伤，提高抛光质量，还能够降低抛光液的制备成本。此外，为确保平坦化效果，本发明专利技术还引入了高频波。即，在平坦化过程中利用高频波振动抛光液，使得抛光液内形成空化现象和声波流现象，从而有效剥离并去除目标基底表面的粗糙颗粒，提高平坦化效果。提高平坦化效果。提高平坦化效果。

【技术实现步骤摘要】
平坦化方法及化学机械抛光装置


[0001]本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种平坦化方法及化学机械抛光装置。

技术介绍

[0002]半导体用光掩模板(Photo Mask)是一种形成有功能性图形的树脂结构或玻璃结构，用于实现光致抗蚀剂涂层选择性曝光，广泛适用于微电子制造领域中。由于掩模板是光刻工艺的图形母版，直接影响器件的精密度，所以在制备掩模板的过程中，对其平整度及厚度的要求非常高。目前调整掩模板的平整度和厚度的工艺方法主要是化学机械抛光(Chemical mechanical polish，CMP)。化学机械抛光是利用抛光液中的碱性物质腐蚀掩模板材料，再利用抛光液中的磨料将腐蚀后的物质与抛光垫摩擦去除，且通过反复进行这一过程从而改善掩模板材料表面的平坦度和粗糙度等。
[0003]然而，抛光液中的磨料含有氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)以及二氧化铈(CeO2)等颗粒物质。这些颗粒物质会对掩模板材料的亚表面造成损伤。即，造成掩模板材料的内部断裂、变形、裂纹、划痕、残余应力以及对光学材料造成污染等缺陷。
[0004]因此，亟需一种新的平坦化方法，以缓解上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种平坦化方法及化学机械抛光装置，以解决如何避免化学机械抛光工艺中磨料对抛光对象表面的损伤、如何提高抛光效果以及如何降低抛光液成本中的至少一个问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种平坦化方法，用于研磨和/或抛光目标基底，包括：<br/>[0007]采用化学机械抛光工艺平坦化所述目标基底，并在平坦化的过程中通入抛光液，以及采用高频波振动所述抛光液，使得所述抛光液内至少形成空化现象；
[0008]其中，所述抛光液包括含氟液体及表面活性物质，且未包含磨料。
[0009]可选的，在所述的平坦化方法中，所述含氟液体中的氟离子浓度范围为：0.01％～1％。
[0010]可选的，在所述的平坦化方法中，所述含氟溶液包括氢氟酸溶液和/或含氟无机盐缓冲溶液。
[0011]可选的，在所述的平坦化方法中，所述抛光液的PH值范围为：3～6。
[0012]可选的，在所述的平坦化方法中，所述高频波的频率范围为10MHz～1000MHz。
[0013]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种化学机械抛光装置，用于执行所述的平坦化方法；所述化学机械抛光装置包括：抛光单元和振动单元；
[0014]所述抛光单元用于平坦化目标基底，且所述抛光单元使用的抛光液包括含氟液体及表面活性物质，且未包含磨料；
[0015]所述振动单元与所述抛光单元相接，用于采用高频波振动所述抛光液，以使所述抛光液内至少形成空化现象。
[0016]可选的，在所述的化学机械抛光装置中，所述振动单元包括高频信号发生器和换能器；所述高频信号发生器用于生成所述高频波；所述换能器分别与所述高频信号发生器和所述抛光单元相接，用于将所述高频波转换成机械波，并传递至所述抛光单元的所述抛光液中。
[0017]可选的，在所述的化学机械抛光装置中，所述抛光单元包括抛光台、抛光垫、抛光头和供液器；其中，所述抛光垫贴附于所述抛光台的承载面，所述目标基底位于所述抛光垫上，且容置于所述抛光头的限位槽内；所述供液器位于所述抛光台的一侧，用于向所述抛光垫喷洒所述抛光液。
[0018]可选的，在所述的化学机械抛光装置中，所述振动单元与所述抛光垫相接，以经所述抛光垫传递振动至所述抛光液。
[0019]可选的，在所述的化学机械抛光装置中，在平坦化过程中，所述抛光头向所述目标基底提供的压力范围为：98N～1960N；以及，所述抛光台的温度范围为60℃～80℃。
[0020]综上所述，本专利技术提供一种平坦化方法及化学机械抛光装置。其中，所述化学机械抛光装置用于执行所述平坦化方法，以研磨和/或抛光目标基底。所述平坦化方法是采用化学机械抛光工艺平坦化所述目标基底，但与现有技术不同的是，本专利技术在平坦化的过程中通入的抛光液包括含氟液体及表面活性物质，且未包含磨料。所述含氟液体及表面活性物质能够增强抛光液与目标基底的化学反应，有利于剥离目标基底表面的粗糙颗粒。所述抛光液中未设置磨料，不仅可以避免磨料对目标基底亚表面的损伤，提高抛光质量，还能够降低抛光液的制备成本和制备难度。此外，为确保平坦化效果，本专利技术还引入了高频波。即，在平坦化过程中利用所述高频波振动所述抛光液，使得所述抛光液内形成空化现象和声波流现象，从而有效剥离并去除目标基底表面的粗糙颗粒，提高平坦化效果和平坦化后的所述目标基底的品质。
附图说明
[0021]本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本专利技术，而不对本专利技术的范围构成任何限定。
[0022]图1是本专利技术实施例中一种化学机械抛光装置的结构示意图。
[0023]图2是本专利技术实施例中抛光单元的结构示意图。
[0024]图3是本专利技术实施例中抛光液与目标基底的位置示意图。
[0025]图4是本专利技术实施例中一种振动单元的安装位置示意图。
[0026]图5是本专利技术实施例中另一种振动单元的安装位置示意图。
[0027]图6是本专利技术实施例中图1所示振动单元中换能器的位置示意图。
[0028]图7是本专利技术实施例中图4所示振动单元中换能器的位置示意图。
[0029]图8是本专利技术实施例中图5所示振动单元中换能器的位置示意图。
[0030]图9是本专利技术实施例中空化现象的各阶段状态示意图。
[0031]以及，附图中：
[0032]10
‑
抛光单元；101
‑
抛光台；102
‑
抛光垫；103
‑
抛光头；104
‑
供液器；
[0033]20
‑
振动单元；201
‑
高频波信号发生器；202
‑
换能器；
[0034]W
‑
目标基底；S
‑
抛光液；F
‑
气膜；T
‑
限位槽；B
‑
气泡核；C1
‑
生长状态；C2
‑
膨胀状态；C3
‑
压缩状态；C4
‑
溃破状态。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平坦化方法，用于研磨和/或抛光目标基底，其特征在于，包括：采用化学机械抛光工艺平坦化所述目标基底，并在平坦化的过程中通入抛光液，以及采用高频波振动所述抛光液，使得所述抛光液内至少形成空化现象；其中，所述抛光液包括含氟液体及表面活性物质，且未包含磨料。2.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征在于，所述含氟液体中的氟离子浓度范围为：0.01％～1％。3.根据权利要求1或2所述的平坦化方法，其特征在于，所述含氟溶液包括氢氟酸溶液和/或含氟无机盐缓冲溶液。4.根据权利要求1或2所述的平坦化方法，其特征在于，所述抛光液的PH值范围为：3～6。5.根据权利要求1所述的平坦化方法，其特征在于，所述高频波的频率范围为10MHz～1000MHz。6.一种化学机械抛光装置，其特征在于，用于执行如权利要求1～5中任意一项所述的平坦化方法；所述化学机械抛光装置包括：抛光单元和振动单元；所述抛光单元用于平坦化目标基底，且所述抛光单元使用的抛光液包括含氟液体及表面活性物质，且未包含磨料；所述振动单元与所述抛光...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，季明华，林岳明，任雨萌，李元贞，
申请(专利权)人：上海传芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：