用於拋光異質結構的方法
2023-06-15 02:10:01 3
專利名稱：用於拋光異質結構的方法
技術領域：
本發明涉及與緩衝層相關的異質結構的領域，該異質結構能夠在另
一不同材料上獲得特定的應變材料。這樣的異質結構的示例為Si(1.x)Ge w結構(x根據所需的應變度可從20%到100%變化)，該Si(1.x)Ge(x) 結構包括通過外延附生形成在矽基底上的鬆散Si (i.x) Ge (x)緩衝層。當通 過外延附生形成Siq.^Gew層時，矽基底與隨後的SiGe層之間的晶格 失配導致在SiGe緩衝層的表面出現稱作"交叉影線"(cross-hatch)的應 變晶格。該交叉影線增大了鬆散的SiGe緩衝層的表面粗糙度。'然後將松 散的SiGe緩衝層的表面拋光，以除去交叉影線並且減小表面粗糙度。為 此，將鬆散的SiGe緩衝層表面通過化學機械拋光(CMP)(—種公知的 拋光技術)而變平，該公知的拋光技術實施到與拋光溶液關聯的織物， 所述拋光溶液包含能夠化學腐蝕所述層的表面的溶劑(例如NH40H)以 及能夠機械蝕刻所述表面的研磨顆粒(例如矽石顆粒)。
背景技術：
已提出多個通過CMP除去交叉影線因此降低異質SiGe結構的表面 粗糙度的方案。
K. Sawano等人的文獻(晶體成長期刊(Journal of Crystal Growth)第 251巻，第693-696頁(2003))"通過CMP平面化SiGe虛擬基底以及將 其應用至應變Si調製摻雜結構(Planarization of SiGe virtual substrate by CMP and its application to strained Si modulation-doped structures)"禾卩K. Sawano等人的文獻(材料科學與工程B89第406-409頁(2002))"通過 化學機械拋光使SiGe應變鬆散緩衝層的表面平滑(Surface smoothing of SiGe strain-relaxed buffer layers by chemical mechanical polishing)"描述了 一種在兩個外延附生步驟之間拋光SiGe結構的技術方案，以將表面粗糙值(10X 10 P m2的掃描面積大約0.4 nm)。然而，通過該方案所獲得的拋光速率較慢，通過調整拋光壓力參數 僅能獲得1.3納米/秒的最大去除速率。
文獻US 6 988 936和JP 11 197583描述了通過化學機械拋光藉助於 SmartCutTM技術所獲得的SOI (絕緣體上矽)的矽層的用於磨光或再循環 的方法。然而，這些方法不適用於異質SiGe結構。當包含有SiGe時， 通過關於矽的這些方法所獲得的拋光速率實際上降低到1/5 (Vsi/VSiGe=5)。
文獻WO 2005/120775和WO 2006/032298公開了 SiGe層的CMP方 法，該方法不僅能夠通過"硬的"或"中間的"拋光/平面化織物在單一 拋光步驟中實現高的去除速率，而且對於通過原子力顯微鏡(AFM)測 量的10X10umS的掃描面積，能夠獲得的小於0.2納米(nm) RMS的 表面粗糙度。
雖然在這兩個文獻中所描述的拋光方法實現了通過AFM所觀測的 具有較低表面微觀粗糙度的異質SiGe結構，但是它們不保證足夠的表面 宏觀粗糙等級來滿足組件的不斷提高的小型化所需要的新的質量要求， 該組件例如待在sSOI結構上製造，該sSOI結構由形成在矽支撐基底上 的異質結構(供體基底)構成，藉助SiGe緩衝層在該矽支撐基底上形成 鬆散SiGe層，應變矽層形成在鬆散SiGe層上。
申請人實際上觀測到，通過測量表面光霧度(當晶片或異質結構例 如在SP1測量設備中被照亮時，從通過表面缺陷所散播的光產生的低空 間頻率信號)所確定的表面宏觀粗糙度等級是與用以限定結構的表面狀 態的表面宏觀粗糙度等級一樣重要的參數。由於SiGe異質結構在化學機 械拋光之後的表面粗糙度的要求日益嚴格，所以這些結構的表面特徵還 必須考慮宏觀粗糙度測量。以低空間頻率(即，通過測量表示大範圍的 表面粗糙度(整個晶片)的表面光霧度)所進行的SiGe異質結構的特徵 表示表面宏觀粗糙度(通過SP1測量的光霧度等級)與產品最終質量之 間存在直接相關性。用於測量晶片上的光霧度等級的技術具體在F. Holsteyns等人的文獻(半導體製造，2003正EE國際專題討論會，第378-381頁)"利用全部表面光霧度信息的監測和鑑定(Monitoring and Qualification Using Comprehensive Surface Haze Information)"中進行了描 述。
因此申請人強調，在CMP後在鬆散的SiGe層的表面上測量的光霧 度等級決定在該層上形成的應變矽層的表面質量，並且因而決定形成的 sSOI產品的效率(組件整體性能)。換言之，CMP後的光霧度等級越低， 則最終產品的效率越高。因此，通過降低CMP後的宏觀粗糙度(即，以 低空間頻率測量的表面粗糙度)，可實現所需的表面質量要求，以符合組 件和電路的小型化)。
因此需要提高通過在文獻WO 2005/120775和WO 2006/032298中描 述的方法所獲得的表面粗糙度等級。
發明內容
本發明的目的在於改進上述缺點，並提出一種拋光或平面化方案， 藉此在異質外延層的表面處存在的粗糙度等級，尤其是宏觀粗糙度(光 霧度)等級甚至可被進一步降低。
該目的通過一種包括位於與所述異質外延層的材料不同的基底上的 至少一個鬆散的表面異質外延層的異質結構的拋光方法而得以實現，並 通過以下方法來實現，即，其中在所述異質外延層表面的第一化學機械 拋光步驟之後進行所述異質外延層表面的第二化學機械拋光步驟，所述 第一化學機械拋光步驟通過具有第一壓縮比的拋光織物和具有第一矽石 顆粒濃度的拋光溶液來進行，所述第二化學機械拋光步驟通過具有比所 述第一壓縮比高的第二壓縮比的拋光織物和具有比所述第一濃度低的第 二矽石顆粒濃度的拋光溶液來進行。
當進行所述第一拋光步驟時，優選使用"硬的"拋光織物，例如壓 縮比包括在2°/。至4%之間(尤其為2%)的織物。雖然這樣的硬度(2%) 的織物導致比通過具有"中間的"壓縮比(例如在文獻WO2005/120775 中所介紹的6%)的織物獲得更大的微觀粗糙度(AFM40X40um2)，但 是，根據本發明的該方法的兩個步驟的結合能夠更有效地去除稱為"交叉影線"的應變晶格和稱作"光霧度"的微觀粗糙度和宏觀粗糙度。
更準確地是，構成交叉影線的缺陷與晶格對準，並且因此極其穩定 且難以變平，然而較容易去除隨機布置的微觀粗糙度成分。當通過非常 硬的織物進行第一拋光步驟時，雖然微觀粗糙度整體保持較高(特別是 對於其例如與由於拋光變硬的區域對應的隨機布置的成分)，但交叉影線 確實消失。實際上可觀測到隨機布置的表面波形式，然而交叉影線清楚 地呈現為與晶軸相關。然後在第二拋光步驟中去除隨機微觀粗糙度，該
第二拋光步驟優選包括使用具有例如在5%至9%之間的壓縮比(尤其為 6%)的中間拋光織物。
而且，當在第一拋光步驟中去除交叉影線時，第二拋光步驟能夠使 整個微觀粗糙度減小到比在直接在單一步驟中用於使微觀粗糙度最小的 方法的情況下的更低的等級，該單一步驟不能夠完全去除交叉影線。
根據本發明的一個特徵，在第一拋光步驟中，所述拋光溶液的矽石 顆粒具有包括在第一值範圍內的直徑，然而，在第二拋光步驟中，所述 拋光溶液的所述矽石顆粒具有至少部分小於所述第一值範圍的值的第二 值範圍內所包括的直徑。在所述第一拋光步驟中，所述拋光溶液的所述
矽石顆粒可具有包括在70nm至100nm之間的直徑，而在所述第二拋光 步驟中，所述拋光溶液的所述矽石顆粒具有包括在60nm至80nm之間的 直徑。
根據本發明的另一特徵，在所述第一拋光步驟中，所述拋光織物具 有位於2%至4%之間的第一壓縮比，然而，在所述第二拋光步驟中，所 述拋光織物具有包括在5°/。至9%之間的第二壓縮比。
根據本發明的又一特徵，在所述第一拋光步驟中，所述拋光溶液具 有包括在28%至30%之間的第一矽石顆粒濃度，然而，在所述第二拋光 步驟中，所述拋光溶液具有包括在8%至11%之間的第二矽石顆粒濃度。
當所述異質外延層為矽鍺層時，具體應用上述參數(壓縮率、濃度 以及矽石顆粒直徑)。然而，本發明的拋光方法可應用到其它材料，例如 應用到砷化鎵(GaAs)或氮化鎵(GaN)。
因此在根據本發明的第一拋光步驟中通過比適用於拋光預定材料的織物的更硬的織物去除交叉陰影，而與通過中間的織物所獲得的結果相 比的中等微觀粗糙度結果無關。然後可在根據本發明的第二拋光步驟通 過中間織物去除微觀粗糙度和宏觀粗糙度。
這樣，無論是什麼材料，根據本發明的方法都能夠降低上述三種形 式的粗糙度，即，交叉影線、隨機微觀粗糙度和光霧度。
根據本發明的一個特徵，所述異質外延層為矽鍺層。
在所述第二化學機械拋光步驟之後，對於通過原子力顯微鏡在2X2 111112和10X10lii^的掃描面積上進行的粗糙度測量，所述矽鍺異質外延 層具有小於O.lnmRMS的表面微觀粗糙度。
另外，在所述第二化學機械拋光步驟之後，所述矽鍺異質外延層具 有與小於0.5ppm的表面光霧度等級對應的表面宏觀粗糙度。
應注意，根據本發明的方法的第二步驟的拋光通常不用於處理矽鍺， 而僅用於處理矽,這是由於其具有大約0.2nm/sec的非常低的拋光去除率。
上述本發明的拋光方法可根據已公知的SmartCut 技術有利地用於 製造sSOI結構，該製造包括在屬於供體基底的矽鍺異質外延層上形成 應變矽層；將至少一個原子種類植入在設計形成變弱層的供體基底中； 使所述應變矽層的表面與接收基底的表面結合；並且通過分裂以形成在 所述供體基底中的變弱層的等級將與所述接收基底接觸的層分離。在該 情況下，在形成所述應變矽層之前，根據上述拋光方法拋光所述矽鍺異 質外延層，這能夠獲得很好質量的sSOI晶片，因此能夠降低次品晶片的 數量。
根據本發明的一個特徵，接收基底包括將其表面等級設計成與應變 矽層結合的熱氧化層。該氧化層通常在結合之前通過進行複雜的TEOS 類型的氧化步驟在供體基底上實現。簡單的熱氧化實際上並不存在將應 變矽層的厚度減小太多的缺點，該層的厚度已由臨界松馳厚度限定。與 此相反，該氧化層可在結合之前通過鬆散的矽接收基底的熱氧化步驟在 接收基底上實現。然而，這需要表面狀態很好的應變矽和矽鍺異質外延 層。通過本發明的方法，實現矽鍺異質外延層的表面質量，具體為涉及 交叉影線和光霧度現象，使應變矽的結合能夠直接在包括熱氧化層的接收基底上進行。
本發明還涉及包括位於矽基底上的至少一個鬆散的矽鍺表面層的異
質結構，對於通過原子力顯微鏡在2X2un^和10X10tir^的掃描面積 上進行的粗糙度測量，所述異質外延層具有小於O.lnm RMS的表面微觀 粗糙度。
所述異質外延層還具有與小於0.5ppm的表面光霧度等級對應的表 面微觀粗糙度。
本發明還涉及設計成用作結晶種的供體基底，用於通過外延附生形 成至少一個包括上述異質結構的應變矽層。
圖1是可用於實施根據本發明一實施方式的拋光方法的拋光工具的 示意圖2是包括通過異質外延生長在矽基底上形成的矽鍺層的異質結構 的示意剖面圖3表示在單一步驟中進行的拋光之後以及在根據本發明的兩個步 驟中進行的拋光之後所獲得的光霧度等級的箱形圖4是表示在單一步驟中進行的拋光之後以及在根據本發明的兩個 步驟中進行的拋光之後所獲得的微觀粗糙度等級的柱狀圖5是表示在根據本發明的兩個步驟中進行的拋光之後所獲得的微 觀粗糙度等級的柱狀圖6是表示基於供體基底的SiGe層是在單一步驟中進行的拋光還是 在根據本發明的兩個步驟中進行的拋光而在sSOI晶片上獲得的最終次品 率的箱形圖7是表示在單一步驟中進行的拋光以及在根據本發明的兩個步驟 中進行的拋光之後所獲得的sSOI晶片的質量水平和狀態的柱狀圖。
具體實施例方式
本發明的拋光方法包括兩個連續但在不同操作條件下進行的化學機械拋光步驟(稱為CMP)。具體地是，通過較"硬"(即具有低壓縮比) 的拋光織物並通過具有"高"濃度矽石顆粒的拋光溶液進行第一個拋光 步驟，矽石顆粒具有包含在"高"值範圍內的直徑。
低壓縮比意味著與適用於拋光預定材料的織物相比的低比率。在所 有情形中，第一個壓縮比與第二個壓縮比相比較低，其被認為是"中間
值"。對於矽鍺異質外延層，例如壓縮比在2%至4。/。之間的織物被認為 是硬的，而大約6。/。的壓縮率被限定為中間值。
高濃度矽石顆粒意味著與適用於拋光預定材料的拋光溶液相比的高 濃度。在所有情形中，第一個濃度比第二個濃度高，因此其被認為是"低 值"。對於矽鍺異質外延層，例如小於12%的濃度被認為較低，而大於 20。/。的濃度限定為高濃度。
高值範圍意味著比適用於拋光預定材料的拋光溶液高(例如多數值 或平均值高)的值。在所有情形中，雖然不排除部分範圍疊加，但第一 範圍的值基本上高於第二範圍的值，因此第二範圍的值稱為"低值"。具 體溶液的顆粒直徑實際上並不完全相同，而且不同溶液的直徑分布必定 重疊。因此，對於矽鍺異質外延層，例如60nm至80nm之間的值範圍被 認為是低值範圍，而70nm至100nm之間的值範圍被認為是高值範圍。
圖1示出了可用於實施根據本發明一實施方式的拋光方法的拋光工 具10。工具10 —方面包括拋光頭11，具有待拋光的表面粗糙度的異質 結構12插在拋光頭11中，另一方面工具10包括由拋光織物14覆蓋的 板13。分別旋轉驅動拋光頭11和板13，以拋光異質結構12的與拋光織 物14接觸的表面121a。當進行拋光時，另外向頭11施加拋光壓力Fe和 由箭頭16表示的平移運動。當進行拋光時，由至少一種膠狀溶液(例如 包含矽石顆粒的NH4OH溶液)形成的研磨拋光溶液另外經由管15注入 到研磨頭11中，並通過管15分配在拋光織物14上。因此通過浸有拋光 溶液的拋光織物14對異質結構12的表面121a進行拋光。
異質結構12由形成在由不同材料製成的基底120上的至少一個異質 外延層121形成，異質外延層鬆散並在其表面處存在需要拋光的應變晶 格或交叉影線。如圖2所示，異質結構12可由鬆散的Si(^Ge^緩衝層121形成在矽基底120上，Si u.x) Ge (x)緩衝層121包括Si U-x) Ge w漸 變層122 (在層的厚度中x例如從0至0.2變動)和通過異質外延形成的 Siu^Ge^均勻層123 (例如x=0.2)。當釋放應變時，矽基底與形成在 其上的SiGe層之間的晶格失配導致在SiGe層123的與異質結構12的表 面121a對應的表面處形成呈交叉影線的鬆散粗糙度124。在根據本發明 前述的拋光方法去除了交叉影線之後，異質結構12可用於形成應變矽層 sSi，該應變矽層sSi然後可轉移到例如矽基底的接收基底上，例如利用 已公知的SmartCutTM技術轉移。在sSi層轉移後，異質結構可在拋光異 質結構的SiGe層的斷裂表面之後再次根據本發明的方法重複用於形成新 的sSi層。
在第一拋光步驟中，異質結構12的表面經受利用稱為"硬"的拋光 織物(即壓縮比包括在2%至4°/。之間，優選為2°/。的織物)進行的化學機 構拋光。
而且利用稱為"侵蝕性的"(即膠狀溶液)的拋光溶液進行第一化學 機械拋光步驟，該拋光溶液例如為包含至少20%，優選為28°/。至30%之 間的直徑在70nm至100nm之間的矽石顆粒的NH4OH溶液。
第一拋光步驟的去除速率優選為3nm/sec，因此第一步驟的周期大約 為2分鐘。
第一化學機械拋光步驟去除了交叉影線，並將表面微觀粗糙度降低 到0.2nmRMS，該粗糙度值為通過原子力顯微鏡(AFM)對於10X10ti 1112所測量的粗糙度值。
然而，在該第一拋光步驟之後，異質結構12在其表面121a處具有 與所測量的表面光霧度等級對應的大約20ppm的宏觀粗糙度等級(例如 在SP1測量設備中照亮晶片或異質結構時，來自由表面缺陷散播的光的 低空間頻率信號)。
根據本發明，進行第二化學機械拋光步驟，以降低在異質結構的表 面處存在的宏觀粗糙度等級。
利用稱作"中間值"的拋光織物(即，可壓縮比在5%至9%之間， 優選為6%的織物)來進行異質結構12的表面121a的第二拋光步驟。在該第二步驟中，拋光織物優選對應於用於在構成SOI (絕緣體上矽)結構
中的矽研磨拋光的織物。該拋光織物的已知的實施例為由Rohm與Haas 供應的SPM3100織物。
第二化學機械拋光步驟利用比在第一步驟中使用的拋光溶液(即， 膠狀溶液)"更軟"的拋光溶液進行，例如包含的矽石顆粒的百分比大約 小於12%、矽石顆粒的直徑在60nm至80nm之間的NH4OH溶液。矽石 顆粒的百分比優選在8%至11%之間。
第二拋光步驟的去除速率優選為0.2nm/sec，因此第二步驟的周期大 約為3分鐘。
該第二化學機械拋光步驟能夠使表面微觀粗糙度減小到小於O.lrnn RMS的值，該粗糙度值為通過原子力顯微鏡(AFM)對於2X2un^的 掃描面積所測量的粗糙度值。該第二步驟首先能夠在異質結構12的表面 121a處獲得與通過SP1測量裝置所測量的表面光霧度等級對應的大約 0.5ppm的表面宏觀粗糙度等級。與僅通過第一拋光步驟所獲得的光霧度 等級相比，在上述兩個拋光步驟之後所獲得的光霧度等級提高40倍。
圖3表示在如前所述形成在矽基底上的異質結構12的SiGe層拋光 之後所獲得的光霧度等級，分別在對應於前述第一拋光步驟的單一步驟 中或在對應於前述第一和第二步驟中進行化學機械拋光。圖3中所示的 值是在將檢測閾值調整為0.13微米(即可檢測顆粒的最小值)的情況下， 用SP1測量設備從KLA-Tencor所測得的值。
該圖清楚地示出當在根據本發明的兩個步驟中進行化學機械拋光時 在光霧度等級上所獲得的增益。因此，在CMP之後光霧度等級因第二拋 光步驟而從19ppm的平均值下降到0Jlppm的平均值。
圖4表示在單一步驟中以及在根據本發明的兩個步驟中進行的CMP 之後在SiGe異質外延層上獲得的表面微觀粗糙度RMS值。所呈現的表 面微觀粗糙度值是通過原子力顯微鏡(AFM)對於2X2un^和40X40 PmS所測量的值。
圖4中所示的值表示，在根據本發明的兩個步驟中進行的CMP所獲 得的表面微觀粗糙度對於2X2^n^的掃描面積降低2倍，並且對於40X40y m"-的掃描面積降低1.5倍。因此兩個步驟中的CMP之後的微觀粗 糙度對於2X2 u m2的掃描面積小於O.lnmRMS，這確保例如用於重新進 行應變矽外延附生或分子結合的非常好的表面狀態。
圖5示出除了已在圖4中呈現的對於2X2yr^的掃描面積以及對於 40X40"mS的掃描面積的表面微觀粗糙度值之外，在相同SiGe層上利用 原子力顯微鏡(AFM)對於40X40itn^的掃描面積所測量的表面微觀粗 糙度值。該圖表示對於2X2 u m2的掃描面積所獲得的表面微觀粗糙度與 10X 10 u m2的較大掃描面積的粗糙度相似。
一個或多個SiGe層(其結果表現在圖3至圖5中)通過Mirra拋光 設備從應用的材料以拋光頭的下述旋轉速度Vt和板的下述旋轉速度Vp 進行拋光
第一拋光步驟Vt包括在75rpm至95rpm之間，優選為87rpm,施 加到拋光頭的壓力包括在5psi至9psi之間，優選為7psi; Vp包括在85rpm 至100rpm之間，優選為93rpm;
第二拋光步驟Vt包括在30rpm至45rpm之間，優選為36rpm，施 加到拋光頭的壓力包括在3psi至6psi之間，優選為5psi; Vp包括在25rpm 至40rpm之間，優選為30rpm;
圖6表示在由異質結構製成的sS01 (應變矽絕緣體)晶片上所觀測 到的缺陷等級，該異質結構製成的SiGe層(其作為應變矽層的生長層) 經受與前述第一拋光步驟對應的單一步驟或與上述第一和第二拋光步驟 對應的兩個步驟中進行的CMP。
圖6中所示的值通過SP1測量設備從KLA-Tencor在將檢測閾值調 整到0.4至0.5微米(即可檢測顆粒的最小尺寸)的情況下進行測量。
圖6能夠基於是在單一步驟中還是在兩個步驟中進行CMP，將傾斜 測量(與圖6中的所有[DCO](所有缺陷複合傾斜)對應)的整個缺陷(由 y軸上所示的缺陷數表示)與垂直測量(與圖6中的ALL[DCN](所有缺 陷複合正交)對應)的整個缺陷進行對比。可觀察到，在前述條件下的 兩個步驟中進行的拋光與在單一步驟中進行的拋光相比(與"中間所有 [DCO]"對比)能夠使在最終sSOI產品上的缺陷改進20倍。圖7表示歸結於sSOI晶片是基於形成異質結構的SiGe層是經受與 前述第一拋光步驟對應的單一步驟還是與前述第一和第二步驟對應的兩 個步驟中的CMP的狀態，以SOI晶片形成異質結構。在圖7中，"最佳" 狀態對應於晶片的最優等級，根據訂貨規格，"檢測"狀態對應於不太好 的質量等級(晶片與用於"最初"等級的晶片相比可交付使用於較小限 制的最終規格)，並且"降級"狀態對應於缺陷過多的廢棄晶片。
在圖7中，可清楚地看到在最終晶片成品率上的第二拋光步驟的影 響。在單一步驟拋光的情況下，最終成品率實際上為100%的降級晶片，
而在兩個步驟拋光的情況下，成品率為 18%的"最佳"， 52%的"檢測"，以及
300/0的"降級"，即，是單一步驟中的拋光的1/3。
上述用於拋光SiGe異質外延層的拋光方法還能夠實施用於拋光砷 化鎵(GaAs)和氮化鎵(GaN)的異質外延層。針對拋光SiGe層所示的 參數(在第一和第二步驟中織物的壓縮性、第一和第二步驟中的矽石顆 粒濃度/顆粒直徑等)也可應用於拋光GaAs或GaN的異質外延層。
因此，通過在前述限定的條件下實施兩個拋光步驟，本發明的拋光 方法能夠使交叉影線、宏觀粗糙度(光霧度測量)和表面微觀粗糙度(通 過原子力顯微鏡(AMF)測量)顯著減小。晶片的表面狀態的這種改進 具體地確保良好的分子結合以及/或者重新進行應變矽的外延附生。還能 夠在用於製造sSOI晶片的方法結束時得到更好質量的晶片，這是由於產 量上的次品晶片的數量減小為1/3，這可顯著地提高質量很好的晶片的數
權利要求
1.一種用於拋光異質結構(12)的方法，所述異質結構包括至少一個位於基底(120)上的鬆散表面異質外延層(121)，該基底由與所述異質外延層不同的材料製成，該方法包括通過具有第一壓縮比的拋光織物和具有第一矽石顆粒濃度的拋光溶液對所述異質外延層(121)的表面進行的第一化學機械拋光步驟，其特徵在於，在所述第一化學機械拋光步驟之後進行所述異質外延層(121)的表面的第二化學機械拋光步驟，通過具有比所述第一壓縮比高的第二壓縮比的拋光織物和具有比所述第一濃度低的第二矽石顆粒濃度進行所述第二步驟。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在所述第一拋光步驟 中，所述拋光溶液的所述矽石顆粒具有包括在第一值範圍內的直徑，在 所述第二拋光步驟中，所述拋光溶液的所述矽石顆粒具有包括在至少部 分小於所述第一值範圍的第二值範圍內的直徑。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在所述第一拋光 步驟中，所述拋光織物具有包括在2%至4%之間的第一壓縮比。
4. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述 第二拋光步驟中，所述拋光織物具有包括在5%至9%之間的第二壓縮比。
5. 根據權利要求1至4中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述 第一拋光步驟中，所述拋光溶液具有包括在28%至30°/。之間的第一矽石 顆粒濃度。
6. 根據權利要求1至5中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述 第二拋光步驟中，所述拋光溶液具有包括在8%至11°/。之間的第二矽石顆 粒濃度。
7. 根據權利要求2至6中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述 第一拋光步驟中，所述拋光溶液的所述矽石顆粒具有包括在70nm至 100nm之間的直徑。
8. 根據權利要求2至7中任一項所述的方法，其特徵在於，在所述 第二拋光步驟中，所述拋光溶液的所述矽石顆粒具有包括在60nm至 80nm之間的直徑。
9. 根據權利要求1至8中任一項所述的方法，其特徵在於，所述異 質外延層(121)為矽鍺層。
10. 根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，在所述第二化學機 械拋光步驟之後，所述矽鍺異質外延層通過原子力顯微鏡進^^的粗糙度 觀U量在2X2 y 1112和10X 10 y m2的掃描面積上具有小於O.lnm RMS的表 面微觀粗糙度。
11. 根據權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，在所述第二化 學機械拋光步驟之後，所述矽鍺異質外延層具有與小於0.5ppm的表面光 霧度等級對應的表面宏觀粗糙度。
12. 根據權利要求l至ll中任一項所述的方法，其特徵在於，在包 括拋光頭(11)和板(13)的拋光工具(10)中進行所述第一和第二化 學機械拋光步驟，所述異質結構(12)布置在所述拋光頭中，所述板由 與所述待拋光的異質外延層表面接觸的拋光織物(14)覆蓋，由所述拋 光頭分配所述拋光溶液。
13. —種sSOI結構的製造方法，該方法包括在屬於供體基底的矽 鍺異質外延層上形成應變矽層；將至少一個原子種類植入在設計形成變 弱層的供體基底中；使所述供體基底的表面與接收基底的表面結合；以 及通過分裂以形成在所述供體基底中的變弱層的等級將與所述接收基底 接觸的層分離，其特徵在於，在形成所述應變矽層之前，通過根據權利要求1至12 中任一項所述的拋光方法拋光所述矽鍺異質外延層。
14. 根據權利要求13所述的sSOI結構的製造方法，其特徵在於， 所述接收基底包括位於結合表面上的熱氧化層。
15. —種異質結構(12)，該異質結構包括位於矽基底(120)上的 至少一個鬆散的矽鍺表面異質外延層(121)，其特徵在於，通過根據權利要求1至9中任一項所述的拋光方法拋光所述矽鍺表面異質外延層(121)，並且對於通過原子力顯微鏡在2X2umS禾Q 10X10un^的掃描面積上進 行的粗糙度測量，所述異質外延層(121)具有小於O.lnm RMS的表面微觀粗糙度。
16. 根據權利要求15所述的異質結構，其特徵在於，所述異質外延 層(121)具有與小於0.5ppm的表面光霧度等級對應的表面宏觀粗糙度。
17. —種設計成用作結晶種的供體基底，所述結晶種用於通過外延 附生形成至少一個應變矽層，其特徵在於，其包括根據權利要求15或16所述的異質結構(12)。
全文摘要
一種用於拋光異質結構(12)的拋光方法，所述異質結構包括至少一個位於基底(120)上的鬆散表面異質外延層(121)，該基底由與所述異質外延層不同的材料製成。該方法包括通過具有第一壓縮比的拋光織物(14)和具有第一矽石顆粒濃度的拋光溶液對所述異質外延層(12)的表面進行的第一化學機械拋光步驟。在所述第一化學機械拋光步驟之後進行所述異質外延層(121)的表面的第二化學機械拋光步驟，通過具有比所述第一壓縮比高的第二壓縮比的拋光織物和具有比所述第一濃度低的第二矽石顆粒濃度進行所述第二步驟。
文檔編號H01L21/306GK101611477SQ200880005163
公開日2009年12月23日 申請日期2008年1月23日 優先權日2007年2月15日
發明者科琳娜·塞金, 米裡埃爾·馬蒂內, 莫爾加納·洛吉奧 申請人:矽絕緣體技術有限公司