[发明专利]化学机械研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种化学机械研磨方法。

背景技术

随着半导体器件日益减小，由于多层互连或填充深宽比较大的沉积过程带来晶片表面过大的起伏，引起光刻工艺聚焦困难，对线宽控制能力减弱，从而降低整个晶片上的线宽的一致性。业界引入化学机械研磨(chemicalmechanical planarization，CMP)，即，将硅片放置于一研磨头上，并使硅片表面朝下与一抛光垫接触，通过硅片表面和抛光垫之间的相对运动使得硅片表面平坦化。在CMP过程中，在硅片表面和抛光垫之间供给有研磨液(Slurry)，并在晶片背面施加压力，以使晶片表面和研磨垫充分接触，研磨液通过硅片表面和研磨垫之间的相对转动，均匀分布在晶片和研磨垫之间的缝隙中，并和晶片表面欲除去的材料层发生化学反应而生成容易去除的材料，然后通过晶片和研磨垫相对运动产生的机械作用将晶片表面发生化学反应而生成的相对容易去除的材料除去。由于晶片表面高处的图形更容易和研磨垫接触而被除去，从而高处的图形比低处的图形能够更快被去除，达到整个晶片表面平坦化的效果。专利号为200410103533.9的中国专利公开了一种化学机械研磨装置和研磨方法。图1为该专利公开的研磨装置的示意图，如图1所示，该研磨装置包括一底座100，数个研磨垫110a，110b和110c，一研磨头清洗及装载卸载晶片装置140，研磨头旋转装置160，所述研磨垫110a，110b和110c设置于所述底座100上，数个研磨液供给装置120a，120b和120c设置于所述底座100上并能够向研磨垫110a，110b和110c供给研磨液。数个研磨垫调节装置130a，130b和130c一端设置与所述底座100上，另一端分别扫过对应的研磨垫表面来对研磨垫表面进行调节。数个研磨头150a，150b，150c和150d分别设置于研磨头旋转装置160周围，并能够围绕所述研磨头旋转装置做整体转动，每一个研磨头也可以自身做转动。所述研磨头150a，150b，150c和150d可以吸附晶片并将晶片向下压向所速研磨垫110a，110b和110c，通过研磨垫和研磨头之间的相对转动将晶片表面需要去除的材料磨掉。研磨的方法为，晶片A首先被送入晶片装载卸载装置140，并装载于所述研磨头150a上，晶片A正面即含有器件层的表面朝下，然后通过旋转轴将所述研磨头150a置于所述研磨垫110a上，通过研磨头150a将所述晶片A向下压至研磨垫110a上表面，研磨液供给装置120a向研磨垫供给研磨液，依靠研磨垫110a和研磨头150a(所述晶片A固定与研磨头150a上)之间的相对转动，所述晶片A表面的材料被移除。所述研磨头150a通过旋转装置160移至研磨垫110a上的同时，所述研磨头150d被移至晶片装载卸载装置140上，通过装载卸载装装置，晶片B被固定于所述研磨头150d上，当位于研磨垫110a上的晶片A经过一段时间T1完成研磨后，通过旋转装置所述研磨头150a被旋转至研磨垫110b上，并在所述研磨垫110b上研磨的研磨时间为T2，同时，研磨头150d被移至研磨头110a上将晶片B研磨时间T1；晶片A完成在所述研磨垫110b上的研磨后被移至研磨垫110c，在所述研磨垫110c上研磨时间为T3，同时晶片B被移至研磨垫110b研磨时间为T2，另一晶片C被送入研磨垫110c研磨时间为T1。也就是说，每一片晶片都要依次经过研磨垫110a，110b，110c，多个晶片可以在不同的研磨垫上同时进行研磨。然而，由于晶片在研磨垫110a，110b，110c上的研磨时间T1，T2，T3是不一样的，例如T2＞T1＞T3，由于研磨头150a，150b，150c和150d只有在所有研磨垫上的晶片研磨都完成后才能同时做旋转，当研磨垫110a上的晶片完成T1时间的研磨后，不得不等待(T2-T1)时间才能被移至110b，同样的，晶片完成在110c上T3时间的研磨后，也不得不等待(T3-T1)时间才能被移出研磨垫110c，对于铜的研磨，该等待时间很容易造成铜被腐蚀而产生缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学机械研磨方法，以解决现有化学机械研磨方法中，对多晶片同时研磨时，在等待进入下一步骤前晶片表面材料容易被污染或腐蚀的问题。

为达到上述目的，本发明提供的一种化学机械研磨方法，包括：

提供数个研磨垫和数个研磨头，用于研磨晶片上的材料层；

提供数个防腐剂供给装置，所述防腐剂供给装置用以向所述研磨垫供给防腐剂；

所述数个研磨垫同时开始对不同的晶片进行研磨；