[发明专利]能减少残余浆料的化学机械抛光方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，尤其涉及能有效减少在化学机械抛光过程中引入的研磨剂残留的方法。

背景技术

在晶圆制造过程中，为了获得平坦的表面需要对其表面进行抛光。化学机械抛光是一种常用的抛光工艺，其利用研磨剂(一般包含弥散在化学溶剂内的硅或氧化铝颗粒)去除晶圆表面的凹凸不平。在抛光时，晶圆被设置在抛光机的研磨盘上，研磨剂被输送到晶圆表面，研磨头利用研磨剂来研磨晶圆表面，以获得平坦的表面。在结束研磨后，利用流体(例如去离子水)冲刷晶圆表面以将残留的浆料等去除掉。

但是冲刷的效果往往是不能令人满意的，这导致晶圆表面有较多的残留浆料，从而影响产品的良率。对此，常常采用更换耗材或定期清洗抛光机等措施，但是这些方式费时费力，还增加了制造成本。另一种方法是通过调整清洗机的化学品流量、减小清洗刷与晶圆表面之间的间隙等手段，但是经常调整流量计会减少其使用寿命，而减小清洗刷间隙的效果并不明显。

发明内容

本发明旨在解决上述缺点，提供一种能减少残余研磨剂的化学机械抛光方法，其具有实现方便、实施成本低的优点。

本发明的上述目的通过下列技术方案实现：

一种能减少残余浆料的化学机械抛光方法，包括下列步骤：

研磨步骤，利用浆料来研磨晶圆的表面；以及

冲洗步骤，利用流体冲洗所述晶圆的表面以去除残留在所述表面的浆料，其中，在所述冲洗步骤中还向所述晶圆的表面输送所述浆料。

优选地，在上述化学机械抛光方法中，所述流体为去离子水，所述浆料的PH值介于10-11之间。

优选地，在上述化学机械抛光方法中，在所述冲洗步骤中，所述浆料向所述晶圆的表面输送的速率设定为使得所述晶圆的表面的PH值介于8-9之间。

优选地，在上述化学机械抛光方法中，所述研磨步骤包括：

所述研磨机构研磨所述晶圆的表面的中央区域；以及

所述研磨机构研磨所述晶圆的表面的边缘区域。

优选地，在上述化学机械抛光方法中，所述冲洗步骤持续时间为6秒钟。

从结合附图的以下详细说明中，将会使本发明的上述和其它目的及优点更加完全清楚。

附图说明

图1示出了一种典型的用于化学机械抛光工艺的抛光设备的示意图。

图2为按照本发明较佳实施例的化学机械抛光方法的示意图。

图3为分别利用现有技术的化学机械抛光方法和按照本发明较佳实施例的化学机械抛光方法处理晶圆的效果对照图。

具体实施方式

下面通过参考附图描述本发明的具体实施方式来阐述本发明。但是需要理解的是，这些具体实施方式仅仅是示例性的，对于本发明的精神和保护范围并无限制作用。

在本说明书中，“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书和权利要求书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本发明的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。再者，术语“晶圆”在这里通常指的是圆形的单晶半导体衬底，其上形成有集成电路。

图1示出了一种典型的用于化学机械抛光工艺的抛光设备10的示意图。该设备10包括承载晶圆20(其包括衬底20A、形成于衬底上的半导体器件20B和覆盖器件的氧化硅保护层20C)的研磨头110、研磨垫120和支承研磨垫120的研磨盘130。研磨头110包括容纳晶圆20的固定环110A和设置在晶圆20与固定环内壁之间的隔膜110B。

抛光设备10通常包含控制器(未画出)，在该控制器的控制下，适当的压力通过隔膜110B施加在晶圆20的背面上(也即衬底20A的表面)，研磨头110和研磨盘130可以变化的速度分别独立地旋转，并且浆料30和/或其它材料按照一定的流量被输送到晶圆20的表面(即氧化硅保护层20C的表面)。

在设备运行期间，通过隔膜110B在晶圆20的背面形成所需的研磨压力。与此同时，研磨头110围绕转轴140以预设的速度旋转，而研磨盘130围绕转轴150以预设的速度旋转。根据被研磨表面的类型，浆料30中可包含氧化硅颗粒或氧化铝颗粒，PH值比较好的是介于10-11之间并且平均粒径为20-200纳米。在隔膜110B施加的下压力、研磨头110和研磨盘130的各自的旋转以及浆料30的化学和机械效应的共同作用下，晶圆20的氧化硅保护层表面被研磨到所需的平坦度和厚度。