[发明专利]化学机械抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种化学机械抛光方法。

背景技术

在集成电路的制造过程中，随着特征尺寸的缩小和金属互连层数的增加，对晶圆表面平整度的要求也越来越高。目前，化学机械抛光是最有效的全局平坦化技术。化学机械抛光是将晶圆由旋转的抛光头夹持，并将其以一定压力压在旋转的抛光垫上，由磨粒和化学溶液组成的抛光液在晶圆和抛光垫之间流动，晶圆表面在化学和机械的共同作用下实现平坦化。在实际化学机械抛光过程中，抛光后的晶圆表面厚度不均匀的问题比较显著，晶圆表面厚度不均匀在很大程度上影响了产品的优良率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

经过发明人深入研究后发现，在化学机械抛光过程中由于反复使用抛光垫，因此抛光垫上的抛光残留物不断地增加，使得晶圆局部的抛光厚度小于预定的标准值，从而导致晶圆表面抛光厚度不均匀。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以大大地提高晶圆表面抛光厚度的均匀性的化学机械抛光方法。

为了实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种化学机械抛光方法，所述化学机械抛光方法包括：A)利用抛光头夹持晶圆以在抛光垫上对所述晶圆进行化学机械抛光；和B)在所述步骤A)开始之前、之后或同时利用修整器对所述抛光垫进行修整，其中所述修整至少持续至所述化学机械抛光结束。

根据本发明实施例的化学机械抛光方法通过在对所述晶圆进行化学机械抛光过程中利用所述修整器对所述抛光垫进行修整，从而可以及时地去除所述抛光垫上的抛光残留物，这样就使得整个晶圆表面的抛光厚度达到预定的标准值。因此，根据本发明实施例的化学机械抛光方法可以大大地提高晶圆表面抛光厚度的均匀性。

另外，根据本发明实施例的化学机械抛光方法可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述化学机械抛光与所述修整同步进行。这样可以在整个所述化学机械抛光过程中都及时地去除所述抛光垫上的抛光残留物，从而进一步提高晶圆表面抛光厚度的均匀性。

根据本发明的一个实施例，所述修整与所述化学机械抛光同时开始，且所述化学机械抛光先于所述修整结束。这样可以进一步去除所述抛光垫上的抛光残留物，从而为下一次化学机械抛光做好准备。

根据本发明的一个实施例，在所述化学机械抛光结束后，所述修整继续进行10秒。

根据本发明的一个实施例，所述修整头的修整压力为0.5-5psi、转速为30-150rpm、摆动频率为5-30次/分钟，这样可以更有效地去除所述抛光垫上的抛光残留物。

根据本发明的一个实施例，所述修整头的修整压力为0.5-2psi、转速为60-120rpm、摆动频率为8-16次/分钟，这样可以进一步有效地去除所述抛光垫上的抛光残留物。

根据本发明的一个实施例，所述化学机械抛光方法还包括：C)在所述化学机械抛光开始之前利用水对所述抛光垫进行冲洗且所述冲洗结束后再进行所述化学机械抛光，或在所述化学机械抛光结束后利用水对所述抛光垫进行冲洗。这样可以更有效地去除所述抛光垫上的抛光残留物。

根据本发明的一个实施例，利用压力大于10psi的水对所述抛光垫进行冲洗，且所述水的流量大于2升/分钟。这样可以进一步有效地去除所述抛光垫上的抛光残留物。

根据本发明的一个实施例，利用压力为10-30psi的水对所述抛光垫进行冲洗，且所述水的流量为2-6升/分钟。这样可以进一步有效地去除所述抛光垫上的抛光残留物。

根据本发明的一个实施例，在所述化学机械抛光结束后，开始进行所述冲洗且同时继续进行所述修整10秒，所述修整与所述冲洗同时结束，其中利用压力为20psi的水进行所述冲洗，且所述水的流量为4升/分钟。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是利用根据本发明实施例的化学机械抛光方法对晶圆进行化学机械抛光的示意图；

图2是根据本发明实施例的化学机械抛光方法与已有的化学机械抛光方法的抛光结果对比图；

图3是根据本发明的一个实施例的化学机械抛光方法的流程图；和

图4是根据本发明的另一个实施例的化学机械抛光方法的流程图。

具体实施方式