一種化學(xué)機(jī)械研磨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別是涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著超大規(guī)模集成電路(Ultra Large Scale Integrat1n, ULSI)的飛速發(fā)展，集成電路制造工藝變得越來(lái)越復(fù)雜和精細(xì)。為了提高集成度，降低制造成本，器件的特征尺寸(Feature Size)不斷變小，芯片單位面積的元件數(shù)量不斷增加，平面布線已難滿足元件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術(shù)，利用芯片的垂直空間，進(jìn)一步提高器件的集成密度。但多層布線技術(shù)的應(yīng)用會(huì)造成硅片表面起伏不平，對(duì)圖形制作極其不利。為此，需要對(duì)不平坦的晶片表面進(jìn)行平坦化(Planarizat1n)處理。目前，化學(xué)機(jī)械研磨法(ChemicalMechanical Polishing, CMP)是達(dá)成全局平坦化的最佳方法,尤其在半導(dǎo)體制作工藝進(jìn)入亞微米(sub micron)領(lǐng)域后，化學(xué)機(jī)械研磨已成為一項(xiàng)不可或缺的制作工藝技術(shù)。
[0003]化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP)是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和機(jī)械研磨相結(jié)合的方式將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)表面的材料層去除的一種平坦化方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1是一種現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨裝置。該裝置包括:表面貼有研磨墊10的研磨平臺(tái)102、吸附晶圓121的研磨頭12、研磨液分布于所述研磨墊10表面的凹槽101中。研磨時(shí)，先將待研磨的晶圓121吸附在研磨頭12上，通過(guò)在研磨頭上施加壓力，使晶圓緊壓到研磨墊上，將晶圓位于研磨墊上表面進(jìn)行研磨；然后，表面貼有研磨墊的研磨平臺(tái)102在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，研磨頭12也進(jìn)行同向轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械研磨；與此同時(shí)，修整器11在所述研磨墊表面來(lái)回?cái)[動(dòng)，用于將所述研磨墊表面的研磨液涂抹均勻；在研磨過(guò)程中，由于研磨液的作用，待研磨晶圓和研磨墊之間形成一層液體薄膜，該薄膜與待研磨晶圓的表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成研磨過(guò)程中的副產(chǎn)物13 ;在修整器來(lái)回?cái)[動(dòng)的過(guò)程中，及其容易使研磨產(chǎn)生的副產(chǎn)物聚集在研磨墊及溝槽內(nèi)，可能造成晶圓的劃傷。
[0004]因此，上述化學(xué)機(jī)械研磨方法極有可能造成晶圓報(bào)廢，使得產(chǎn)品的良率下降。因此，有必要提出一種新的化學(xué)機(jī)械研磨方法來(lái)避免上述情況的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)的研磨過(guò)程中，修整器在將研磨液涂抹不均勻的同時(shí)，將晶圓表面與研磨液反應(yīng)生成的副產(chǎn)物聚集在研磨墊及溝槽將晶圓劃傷的問(wèn)題。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，該方法提供一研磨頭和吸附于所述研磨頭下表面的晶圓，用于實(shí)現(xiàn)晶圓研磨；該方法還包括以下步驟:
[0007](1)晶圓研磨前或開(kāi)始后，提供一研磨墊和與所述研磨墊接觸的一修整器；
[0008](2)將所述修整器置于所述研磨墊的邊緣區(qū)域，對(duì)該修整器施加指向所述研磨墊表面的壓力，并使該修整器逐漸向所述研磨墊中央?yún)^(qū)域移動(dòng)，使研磨液均勻分布于該研磨墊上表面；當(dāng)所述修整器到達(dá)所述研磨墊的中央?yún)^(qū)域時(shí)，抬升所述修整器使其脫離所述研磨墊表面；
[0009](3)重復(fù)步驟(2)直至所述研磨液均勻分布于所述研磨墊的上表面為止；
[0010](4)晶圓研磨結(jié)束后，將所述修整器置于所述研磨墊上表面的中央?yún)^(qū)域，使該修整器逐漸向所述研磨墊邊緣區(qū)域移動(dòng)，同時(shí)將晶圓研磨過(guò)程中的研磨副產(chǎn)物推向所述研磨墊的邊緣區(qū)域；當(dāng)所述修整器到達(dá)所述研磨墊的邊緣區(qū)域時(shí)，將所述修整器抬升，使其脫離所述研磨墊的上表面；
[0011](5)重復(fù)步驟(4)，直至所述研磨墊上的研磨副產(chǎn)物完全被推向所述研磨墊之外為止。
[0012]優(yōu)選地，所述晶圓研磨包括將吸附在所述研磨頭下表面的晶圓置于所述研磨墊上表面進(jìn)行研磨，直至研磨結(jié)束為止。
[0013]優(yōu)選地，所述研磨墊具有凹槽；所述修整器與所述研磨墊接觸的表面設(shè)有若干金剛石顆粒。
[0014]優(yōu)選地，所述修整器從研磨墊的中央?yún)^(qū)域移動(dòng)至該研磨墊邊緣區(qū)域的過(guò)程中，對(duì)所述修整器施加指向所述研磨墊表面的壓力。
[0015]優(yōu)選地，提供一支撐臂；所述修整器由位于其上方的所述支撐臂懸掛；所述修整器在所述研磨墊上表面來(lái)回移動(dòng)的過(guò)程中，所述支撐臂隨所述修整器來(lái)回移動(dòng)。
[0016]優(yōu)選地，所述研磨墊的形狀為圓形；所述修整器的形狀為圓形；所述研磨墊放置于一研磨平臺(tái)上；所述研磨墊在研磨過(guò)程中發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
[0017]優(yōu)選地，所述研磨液由氧化劑和研磨粒子組成。
[0018]優(yōu)選地，所述研磨墊由多孔的、有彈性的聚合物材料制作而成。
[0019]如上所述，本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法，在晶圓研磨前和研磨過(guò)程中，由于研磨墊的旋轉(zhuǎn)，研磨液在離心力的作用下會(huì)更多地分布于研磨墊的邊緣，而本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法，其具有以下有益效果:使修整器在研磨墊表面重復(fù)多次由邊緣區(qū)域向中央?yún)^(qū)域移動(dòng)從而將研磨液均勻分布于研磨墊上表面，使得研磨時(shí)更多的利用研磨液達(dá)到充分研磨；在研磨后，修整器在研磨墊表面重復(fù)多次由中央?yún)^(qū)域向邊緣區(qū)域移動(dòng)，從而將研磨后的副產(chǎn)物從研磨墊中央推動(dòng)至研磨墊之外，實(shí)現(xiàn)了研磨墊的修復(fù)，避免下次研磨時(shí)研磨副產(chǎn)物等刮傷晶圓。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1顯示為本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中的化學(xué)機(jī)械研磨裝置示意圖。
[0021]圖2顯示為本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法流程圖。
[0022]圖3顯示為本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法的研磨前或研磨過(guò)程中修整器移動(dòng)軌跡示意圖。
[0023]圖4顯示為本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法的研磨后修整器移動(dòng)軌跡示意圖。
[0024]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0025]10研磨墊
[0026]101凹槽
[0027]102研磨平臺(tái)
[0028]11修整器
[0029]12研磨頭
[0030]121晶圓
[0031]13副產(chǎn)物
[0032]14支撐臂
[0033]S1 ?S5步驟
【具體實(shí)施方式】
[0034]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0035]請(qǐng)參閱圖2至圖4。需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0036]實(shí)施例一
[0037]如圖2所述，顯示為本發(fā)明的化學(xué)機(jī)械研磨方法的流程圖。如圖3所示，本實(shí)施例提供一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，該化學(xué)機(jī)械研磨方法中包括一研磨頭和吸附于所述研磨頭下表面的晶圓，用于實(shí)現(xiàn)晶圓研磨；首先，步驟S1:晶圓研磨前，如圖3所示，提供一上表面分布有研磨液的研磨墊10和與所述研磨墊10接觸的一修整器11 ;優(yōu)選地，所述研磨墊10的表面具有凹槽；所述凹槽用于分布研磨液；所述修整器11與所述研磨墊10接觸的表面設(shè)有若干金剛石顆粒，所述金剛石顆粒用于在研磨前清除所述研磨墊凹槽中的殘留物，避免在后續(xù)晶圓的研磨過(guò)程中，停留在所述研磨墊表面的殘留物劃傷晶圓，導(dǎo)致晶圓破片甚至報(bào)廢。
[0038]本實(shí)施例中，優(yōu)選地，如圖3所示，提供一支撐臂14 ;所述修整器11由位于其上方的所述支撐臂14懸掛。
[0039]接著實(shí)施步驟S2:如圖3所示，將所述修整器11置于所述研磨墊10上表面的邊緣區(qū)域，接著對(duì)所述修整器施加壓力，所述壓力指向所述研磨墊表面，優(yōu)選地，所施加的壓力為0-0.6MPa,本實(shí)施例中所施加的壓力為0.15MPa時(shí)，優(yōu)選地，所述壓力垂直于所述修整器上表面，接著，所述支撐臂拖動(dòng)