[发明专利]一种改善硅片表面粗糙度的抛光工艺

说明书

本发明涉及本发明提供一种改善硅片表面粗糙度的抛光工艺，其包括：在精抛结束后，快速使用表面处理液对硅片表面进行处理；所述表面处理液包括：1‑3体积份的两性离子表面活性剂，2‑3体积份乙二醇，0.5‑2份含有羟基的阴离子表面活性剂，100体积份的超纯水。本发明的表面处理液，用于在硅片精抛结束后，快速处理硅片，其主要从三个方面降低硅片的Haze值：(1)迅速降低精抛结束后硅片表面的温度从而缓和化学腐蚀；(2)隔离抛光液减缓并最终停止抛光液与硅片表面的化学腐蚀作用；(3)使抛光过程中产生的颗粒脱离硅片表面，从而去除表面颗粒，达到减少对硅片表面划伤。

技术领域

本发明涉及硅片生产工艺领域，具体涉及一种改善硅片表面粗糙度的抛光工艺。

背景技术

随着半导体技术向高集成度，高性能化的发展趋势，对硅片表面平整度提出了更高的要求。微粗糙度严重影响了MOS器件栅氧化层的电学性能，如栅氧化层介电击穿场强，击穿电荷密度，沟道载流子迁移率等，逐渐引起芯片制造商的重视。抛光雾(Haze)是由于微观表面轮廓高低起伏的不规则性所引起的光散射现象，能够反映硅片表面整体的微粗糙度，成为表征硅片表面微粗糙度的关键参数之一。

目前常用的硅片抛光技术是CMP(即Chemical Mechanical Polishing)抛光，CMP技术主要使用抛光机、抛光浆料、抛光垫等。区别于传统的纯机械或纯化学的抛光方法，CMP通过化学的和机械的综合作用，从而避免了由单纯机械抛光造成的表面损伤和由单纯化学抛光易造成的抛光速度慢、表面平整度和抛光一致性差等缺点。CMP抛光液是以高纯硅粉(粉末状的二氧化硅)为原料，经特殊工艺生产的一种高纯度低金属离子型抛光产品。CMP的抛光机理是，通过抛光剂(磨粒+化学试剂，水)中的化学试剂和水与硅片表面发生反应，降低硅片表面的硬度、机械强度和化学耐久度，抛光机通过抛光垫与抛光剂中的磨粒机械去除硅片表层达到抛光目的。在抛光过程中，硅片中较高的区域的局部压力大于较低区域，因此高处抛光速度较快，从而产生平坦化。

目前关于Haze值的改善方向主要集中在改善抛光布和抛光液等辅材方面，而未见到通过工艺改进来改善硅片表面粗糙度的抛光方案。然而，由于摩擦而产生的热量会加快反应过程，而在抛光结束之后，如不能及时降低硅片表面温度和快速隔离抛光液与硅片表面，则很容易导致在抛光结束后硅片的局部位置发生深度腐蚀，导致硅片表面Haze值增大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种改善硅片表面粗糙度的抛光工艺，可以较现有技术显著降低精抛后硅片表面的Haze值。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种改善硅片表面粗糙度的抛光工艺，其包括：在精抛结束后，快速使用表面处理液对硅片表面进行处理；

所述表面处理液包括：1-3体积份的两性离子表面活性剂，2-3体积份乙二醇，0.5-2份含有羟基的阴离子表面活性剂，100体积份的超纯水。

根据本发明的较佳实施例，所述表面处理液由1.5体积份的两性离子表面活性剂，2.5体积份乙二醇，1.2体积份含有羟基的阴离子表面活性剂、100体积份的超纯水所组成。

优选地，所述两性离子表面活性剂可为烷基酰胺丙基甜菜碱或烷基酰胺磷酸酯甜菜碱；所述含有羟基的阴离子表面活性剂为羟基羧酸盐类、羟烷基醚羧酸盐类、羟烷基磺酸盐类、脂肪酸单甘油酯硫酸酯盐类或脂肪酸单甘油酯磷酸酯盐类的表面活性剂。

根据本发明的较佳实施例，所述处理方式为：设定抛光定盘的转速，带动硅片旋转，同时向硅片表面喷淋所述表面处理液。

根据本发明的较佳实施例，抛光定盘的转速为18-25rpm，喷淋所述表面处理液的速度为8-12L/min，喷淋时间为1-2min。