[发明专利]一种化学机械研磨方法和化学机械研磨装置

说明书

本发明提供一种化学机械研磨方法和化学机械研磨装置，所述方法包括：提供待研磨的半导体晶圆，采用研磨头夹持所述半导体晶圆；驱动所述研磨头在第一研磨头位置与第二研磨头位置之间切换至少一次，所述第一研磨头位置悬于研磨垫上方，且高于所述第二研磨头位置，在所述第二研磨头位置下，所述半导体晶圆与研磨垫接触并进行化学机械研磨工艺；其中，在所述研磨头处于所述第一研磨头位置时，采用研磨液对所述研磨头和/或半导体晶圆进行冲刷。根据本发明的方法，可使研磨液进入研磨头下方，使研磨液与晶圆完全充分接触，提升了研磨均匀性和研磨速率。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种化学机械研磨方法和化学机械研磨装置。

背景技术

随着集成电路制造过程中特征尺寸的缩小和金属互联的增加，对晶圆表面平整度的要求也越来越高。化学机械研磨(CMP)是将机械研磨和化学腐蚀结合的技术，是目前最有效的晶圆平坦化方法。化学机械研磨采用旋转的研磨头夹持住晶圆，并将其以一定压力压在旋转的研磨垫上，通过研磨浆料的作用，使晶圆表面在化学和机械的共同作用下实现平坦化。

如何在化学机械研磨中，提高研磨速率，提升研磨浆料利用率，减少生产成本，提高化学机械研磨的产率和品质是半导体制造厂商所长期关心与重视的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种化学机械研磨方法，所述方法包括：

提供待研磨的半导体晶圆，采用研磨头夹持所述半导体晶圆；

驱动所述研磨头在第一研磨头位置与第二研磨头位置之间切换至少一次，所述第一研磨头位置悬于研磨垫上方，且高于所述第二研磨头位置，在所述第二研磨头位置下，所述半导体晶圆与研磨垫接触并进行化学机械研磨工艺；

其中，在所述研磨头处于所述第一研磨头位置时，采用研磨液对所述研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷，以使所述半导体晶圆待研磨的表面分布有所述研磨液，并且执行所述化学机械研磨工艺时分布在所述表面的所述研磨液分布在所述半导体晶圆待研磨表面和所述研磨垫之间。

示例性的，对所述研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷的时间为3～5s。

示例性的，所述对研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷所采用的研磨液与所述化学机械研磨中采用的研磨液一致。

示例性的，所述采用研磨液对所述研磨头和/或所半导体晶圆进行冲刷的步骤在化学机械研磨工艺开始之前进行。

示例性的，所述采用研磨液对所述研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷的步骤在化学机械研磨工艺的过程中进行。

示例性的，驱动所述研磨头在第一研磨头位置与第二研磨头位置之间切换至少两次，包括下述先后进行的步骤：

驱动所述研磨头至所述第一研磨头位置，在所述第一研磨头位置采用研磨液对所述研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷；

驱动所述研磨头下降至所述第二研磨头位置，执行化学机械研磨工艺；

驱动所述研磨头上升至所述第一研磨头位置，在所述第一研磨头位置采用研磨液对所述研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷；

驱动所述研磨头下降至所述第二研磨头位置，继续执行化学机械研磨工艺。

示例性的，所述采用研磨液对所述研磨头和/或所述半导体晶圆进行冲刷的步骤中保持研磨头旋转。

本发明还提供了一种化学机械研磨装置，所述装置包括：