[发明专利]具有磨粒的蓝宝石晶片及其制备方法、蓝宝石修整器

说明书

本发明提供了一种具有磨粒的蓝宝石晶片及其制备方法、蓝宝石修整器，该制备方法包括以下步骤：在蓝宝石晶片上依次形成氧化硅层和光刻胶层；通过光刻工艺和刻蚀工艺，在所述蓝宝石晶片上形成裸露于外的氧化硅掩膜图形；以所述氧化硅掩膜图形为掩膜对所述蓝宝石晶片进行侵蚀处理；通过清洗工艺，在所述蓝宝石晶片上形成磨粒。通过在蓝宝石晶片表面侵蚀出多个特定形状的磨粒，并且磨粒的排列具有高度的有序性，以提升修整效果。

技术领域

本发明涉及半导体晶圆制备技术领域，具体涉及一种具有磨粒的蓝宝石晶片及其制备方法、蓝宝石修整器。

背景技术

由于超大规模集成电路向高度集成和多层布线结构发展，致使晶圆表面的平坦度工艺日趋重要。而具有平坦度高、一致性好、材料去除效率高等优点的化学机械抛光(CMP)技术成为了半导体材料高精度平坦化的主要工艺。在抛光过程中，半导体晶圆被压于粘贴在刚性抛光平盘的柔性抛光垫之上，在抛光液的作用下进行抛光；抛光垫的表面粗糙或有小孔，使抛光液逗留其中，以增强抛光速率及抛光品质。然而随着抛光作业的进行，抛光垫表面缝隙或小孔中很快被碎屑所填满，使表面磨光打滑形成釉面，导致无法达到所需要的抛光效果。因此，抛光垫的表面状况对抛光效果起到了决定性的作用。

为了活化抛光垫表面状态，保持恒定的抛光效果，并延长它的使用寿命，必须使用修整器有规律的打磨修整。目前市场上以金刚石抛光垫修整器为主，其通过电镀、化学钎焊、金属烧结、化学气相沉积等方法使胎体材料将金刚石颗粒牢牢固定住。倘若在抛光过程中发生金刚石颗粒的脱落，则会引起被抛光晶圆的表面划伤损坏；再者，金刚石的排布有序性也将对修整效果产生较大的影响。随着技术的升级，现有的金刚石修整器已大大降低了金刚石脱落的概率，但仍存在脱落风险。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有磨粒的蓝宝石晶片及其制备方法、蓝宝石修整器，该制备方法在蓝宝石晶片表面侵蚀出多个特定形状的磨粒，并且磨粒的排列具有高度的有序性，以提升修整效果，以解决现有技术中由于金刚石颗粒脱落导致的被抛光晶圆表面划伤损坏的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种具有磨粒的蓝宝石晶片的制备方法。

该具有磨粒的蓝宝石晶片的制备方法，包括以下步骤：

在蓝宝石晶片上依次形成氧化硅层和光刻胶层；

通过光刻工艺和刻蚀工艺，在所述蓝宝石晶片上形成裸露于外的氧化硅掩膜图形；

以所述氧化硅掩膜图形为掩膜对所述蓝宝石晶片进行侵蚀处理；

通过清洗工艺，在所述蓝宝石晶片上形成磨粒。

进一步的，采用化学气相沉积工艺在所述蓝宝石晶片表面均匀沉积氧化硅层；所述氧化硅层的厚度为0.1～5μm。

进一步的，采用旋涂工艺在所述氧化硅层上表面涂布光刻胶层；所述光刻胶层的厚度为1.5～2.5μm。

进一步的，所述光刻工艺具体为通过曝光、显影形成与曝光掩膜板一致的光刻胶图形；所述刻蚀工艺为湿法刻蚀工艺，具体为先采用刻蚀溶液将未被所述光刻胶图形遮挡的氧化硅层去除，形成光刻胶与氧化硅叠加的形貌层；然后采用有机溶剂将所述光刻胶图形去除，得到所述氧化硅掩膜图形。

进一步的，所述刻蚀溶液为氢氟酸与氟化铵的混合液，所述氢氟酸与氟化铵质量百分比为1：5；所述有机溶剂为丙酮。

进一步的，以所述氧化硅掩膜图形为掩膜对所述蓝宝石晶片进行侵蚀处理，具体为：采用浓硫酸与浓磷酸的高温混合液对所述蓝宝石晶片进行侵蚀；所述浓硫酸与浓磷酸的质量百分比为3～5：1，温度为200～330℃。

进一步的，所述清洗工艺具体为采用所述刻蚀溶液将所述氧化硅掩膜图形去除，形成具有磨粒的蓝宝石晶片。

为了实现上述目的，根据本发明的第二方面，提供了一种蓝宝石晶片。