專利名稱：一種減少晶片表面缺陷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于晶體化學領(lǐng)域，具體涉及一種減少晶片表面缺陷的方法。
背景技術(shù)：
采用化學機械拋光(CMP，chemical mechanical polishing)對晶片進行拋光時， 經(jīng)常會產(chǎn)生一種不合格品——SE(solution etching，一種由于拋光藥液腐蝕造成晶片的點狀或條狀缺陷)，比例為8 10%甚至更高。導致返工數(shù)量巨大，重復加工，浪費嚴重。根據(jù)SE不同類型出現(xiàn)時的表現(xiàn)形式，可采取以下方法來降低SE的出現(xiàn)幾率1、SE集中出現(xiàn)在工作盤中央?yún)^(qū)域的晶片上時，可通過調(diào)整拋光藥液的流量大小， 減少SE產(chǎn)品的比例。通常需要加大流量，但在加大流量時，會使成本明顯增加，一般只作為應(yīng)急處理措施。2、SE出現(xiàn)規(guī)律不明顯，位置不定且較多時，可嘗試更換新的拋光墊(PAD，或稱拋光布，在拋光時貼在拋光機的下盤上，起到承載拋光液的作用，拋光過程中直接與晶片接觸)或刷洗拋光墊。但這并不是針對SE產(chǎn)生的根本原因，故無法推廣。3、通過配藥時調(diào)整拋光藥液的有效性來改變藥液的性能，以降低SE出現(xiàn)的幾率。 但是由于涉及到的變更因素較多，生產(chǎn)實踐中涉及到的生產(chǎn)部門也較多，甚至對客戶使用也可能造成影響，故較難實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何減少化學機械拋光中晶片的表面缺陷。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種減少晶片表面缺陷的方法。本發(fā)明減少晶片表面缺陷的方法包括如下步驟將晶片吸附在工作盤上，下降到承載拋光藥液的拋光墊上，進行拋光反應(yīng)，將拋光反應(yīng)的溫度控制在10-20°C之間。優(yōu)選地，將拋光反應(yīng)的溫度控制在12-18°c之間；更優(yōu)選地，將拋光反應(yīng)的溫度控制在 16+1 °C。在本發(fā)明的一些實施方案中，通過控制拋光藥液和/或貼附拋光墊的拋光機下盤的溫度來控制拋光反應(yīng)的溫度。在本發(fā)明的一些實施方案中，將拋光藥液和 10-20°C之間。在本發(fā)明的一些實施方案中，將拋光藥液和 12-18°C 之間。在本發(fā)明的一些實施方案中，將拋光藥液和 16 士 1°C。在本發(fā)明的一些實施方案中，采用冰浴控制拋光反應(yīng)、拋光藥液和/或拋光機下盤的溫度。在本發(fā)明的一些實施方案中，采用循環(huán)冷卻水控制拋光反應(yīng)、拋光藥液和/或拋
/或拋光機下盤的溫度控制在 /或拋光機下盤的溫度控制在 /或拋光機下盤的溫度控制在光機下盤的溫度。本發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，SE主要產(chǎn)生于兩個階段(1)拋光前；( 拋光過程中。 如圖1所示，拋光前(起始時間用、表示)，晶片(wafer)吸附在工作盤(plate)上，下降到已經(jīng)布滿拋光藥液的PAD上時，如果拋光藥液溫度較高，在晶片與PAD接觸的瞬間產(chǎn)生選擇性腐蝕坑，就是SE(圖1中的黑點)；在拋光過程中，隨著時間的增加U1時刻)，晶片與 PAD接觸面的溫度會逐漸升高，同理，拋光藥液的溫度也會升高，化學反應(yīng)便會增強，使成膜反應(yīng)速率大于去膜反應(yīng)速率，就會產(chǎn)生SE(圖1中的黑點)，且會越來越多，遍布整個晶片。本發(fā)明針對大批量出現(xiàn)、且表現(xiàn)無規(guī)則的SE，通過控制拋光反應(yīng)的溫度來調(diào)整拋光藥液的溫度，以物理方法調(diào)整化學參數(shù)，降低拋光藥液與晶片的化學反應(yīng)速率，進而調(diào)整化學反應(yīng)與機械磨削的相對關(guān)系，改變精拋拋光過程中機械拋光和化學拋光的速率比，使成膜與去膜相匹配，達到更加平衡的狀態(tài)，產(chǎn)生均勻的化學反應(yīng)表面，不形成選擇性腐蝕坑，SE比例就會明顯降低，從而形成更完美的晶片表面。本發(fā)明的優(yōu)點如下1、沒有改變拋光藥液的化學成分，因此不會增加額外的成本。2、不需更換拋光墊，因此不會因更換拋光墊造成成本大量增加。3、不需增大拋光藥液的流量，因此不會因增大拋光藥液的流量造成成本增加和浪費。


圖1為拋光前和拋光過程中產(chǎn)生的SE情況；其中，t0表示拋光前的起始時間，、表示拋光過程中的某一時刻；圖2為單面拋光示意圖；圖3為拋光藥液的供藥系統(tǒng)示意圖；其中1表示工作盤，2表示拋光藥液，3表示PAD，4表示供藥口，5表示藥溫監(jiān)測裝置，6表示輸藥管道，7表示藥溫控制裝置，8表示儲藥桶。
具體實施例方式以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實施例11、單面拋光各部件的相對位置如圖2所示，各部分說明如下工作盤1 可裝卸的粘貼晶片模板(template)，工作盤是單獨的工件，可在不同的拋光機間通用，材質(zhì)為鋁或陶瓷。拋光藥液2 按照拋光藥液的種類和拋光墊的不同，拋光過程可分為粗拋、精拋、
半精拋等。拋光墊3 貼在拋光機下盤上的PU(聚氨酯)布，在拋光時直接與晶片接觸，起到承載藥液和物理磨削的作用。供藥口 4 供給拋光藥液的接口，可控制拋光藥液的流量。2、拋光藥液的供藥系統(tǒng)示意圖
如圖3所示，各部分說明如下藥溫監(jiān)測裝置5 可顯示真實的藥液流經(jīng)檢測口的溫度，作為控制手段。輸藥管道6 傳送拋光藥液到拋光設(shè)備的傳送管道，一般材質(zhì)為PVC。藥溫控制裝置7 在拋光藥液溫度偏移時可調(diào)整藥液溫度，使之恢復到正常范圍之內(nèi)。儲藥桶8 存放拋光藥液的容器，有時儲藥桶可與配藥桶合并使用。本實施例采用冰浴通過物理降溫，將儲藥桶8放置在一個更大的容器內(nèi)，在儲藥桶8周圍添加冰塊，使儲藥桶8中的拋光藥液2保持在16 士 1°C。通過連接在輸藥管道6上的溫度計實時監(jiān)控藥溫變化情況，當藥溫達到或即將達到控制上限時，及時添加冰塊，以保證藥液溫度。實施例2本實施例中，采用冰浴使拋光機下盤和拋光藥液的溫度均保持在12 士 1°C，也能夠達到與實施例1相近的技術(shù)效果。實施例3本實施例中，采用循環(huán)冷卻水使拋光機下盤的溫度保持在15 士 1°C，也能夠達到與實施例1相近的技術(shù)效果。實施例4本實施例中，分別采用冰浴和循環(huán)冷卻水使拋光藥液和拋光機下盤的溫度均保持在10°C，也能夠達到與實施例1相近的技術(shù)效果。實施例5本實施例中，采用循環(huán)冷卻水使拋光藥液的溫度保持在20°C，也能夠達到與實施例1相近的技術(shù)效果。實施例6本實施例中，采用循環(huán)冷卻水使拋光藥液和拋光機下盤的溫度均保持在18+1°C， 也能夠達到與實施例1相近的技術(shù)效果。實驗例1將實施例1-4得到的晶片產(chǎn)品與傳統(tǒng)方法制得的晶片產(chǎn)品進行測試，對測試結(jié)果進行了分析比較。按每十萬片計，對比結(jié)果如表1所示表1分析比較結(jié)果
晶片廣品3寸片(SE比例)4寸片(SE比例)傳統(tǒng)方法的晶片8%10%實施例1方法的晶片0. 80%1. 70%實施例2方法的晶片0. 84%1. 73%實施例3方法的晶片0. 82%1. 70%
權(quán)利要求
1.一種減少晶片表面缺陷的方法，其特征在于，包括如下步驟將晶片吸附在工作盤上，下降到承載拋光藥液的拋光墊上，進行拋光反應(yīng)，將拋光反應(yīng)的溫度控制在10-20°c之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將所述拋光反應(yīng)的溫度控制在12-18°C之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將所述拋光反應(yīng)的溫度控制在16士1°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過控制拋光藥液和/或貼附拋光墊的拋光機下盤的溫度來控制拋光反應(yīng)的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，將所述拋光藥液和/或拋光機下盤的溫度控制在10-20°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將所述拋光藥液和/或拋光機下盤的溫度控制在12-18°C之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述拋光藥液和/或拋光機下盤的溫度控制在16 士 1°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，采用冰浴控制拋光反應(yīng)、拋光藥液和/或拋光機下盤的溫度。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項所述的方法，其特征在于，采用循環(huán)冷卻水控制拋光反應(yīng)、 拋光藥液和/或拋光機下盤的溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少晶片表面缺陷的方法，通過將拋光反應(yīng)的溫度控制在10-20℃之間來實現(xiàn)。該方法通過調(diào)整拋光時化學反應(yīng)的溫度，進而降低反應(yīng)速率，調(diào)整化學反應(yīng)與機械磨削的相對關(guān)系，使成膜與去膜相匹配，產(chǎn)生均勻的化學反應(yīng)表面，不形成選擇性腐蝕坑，明顯降低了晶片表面缺陷。
文檔編號H01L21/304GK102303281SQ20111027601
公開日2012年1月4日 申請日期2011年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月16日
發(fā)明者劉麗杰, 劉文森, 張永峰, 李雪峰, 趙波, 郝彥杰 申請人:北京通美晶體技術(shù)有限公司