[发明专利]研磨垫修整方法

说明书

本发明涉及研磨垫修整方法，利用研磨垫修整器的修整盘对研磨垫进行修整，其中，在修整所述研磨区期间，沿所述研磨垫的中心朝向边缘的方向，所述修整盘施加在所述研磨区上的下压力逐渐降低，不同的下压力对研磨垫的修整程度不同，本发明的研磨垫修整方法可以改善现有CMP工艺中研磨垫经过一段时间的研磨过程之后均一性变差的问题，有利于研磨液均匀分布在研磨垫中的沟槽中，可以提高研磨去除率，延长研磨垫的使用寿命。

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，尤其涉及一种研磨垫修整方法。

背景技术

随着大规模集成电路的发展，半导体元件以高密度聚集制造在晶圆表面，并且需要对晶圆进行精细地研磨。化学机械研磨(CMP)即是一种对晶圆同步进行机械研磨和化学研磨的研磨工艺。

现有的CMP装置中，研磨平台上的研磨垫(pad)设置为与研磨平台一起旋转，晶圆被研磨头(polish head)吸附后与研磨垫接触并被加压，在设定的区域(例如沿着研磨垫的半径方向)作往复运动并旋转，通过摩擦对晶圆进行机械研磨，另外，通过研磨液供给单元(slurry delivery)向研磨垫上供给研磨液，研磨垫修整器(pad conditioner)通过与旋转臂(arm)的修整盘(diamond disk)在研磨垫上进行往复运动，使得涂覆于研磨垫上的研磨液在研磨垫上均匀扩散的同时向晶圆流入，并且，研磨垫修整器的研磨盘在往复运动中被施加一定压力，以对研磨垫进行机械修整(dressing)使研磨垫保持一定的研磨面。

通常来说，当研磨垫的磨损达到一定程度之后，则研磨垫对晶圆的研磨厚度的控制能力变差并且研磨品质降低，需要对其进行更换。但是，现有的CMP工艺中，由于研磨垫表面的磨损程度不一致，研磨垫靠近边缘的区域往往磨损程度较大，而靠近中心区域的磨损程度较小，使得研磨垫的均一性变差，如此一来，研磨液无法均匀分布在研磨垫上的凹槽(groove)中，导致研磨效率和研磨品质下降，以及研磨液对晶圆的研磨去除率(removerate)降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题主要是现有CMP工艺中研磨垫表面均一性变差导致研磨去除率降低的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种研磨垫修整方法，其特征在于，利用一研磨垫修整器的修整盘修整研磨垫的研磨区，其中，在修整所述研磨区期间，沿所述研磨垫的中心朝向边缘的方向，所述修整盘施加在所述研磨区上的下压力逐渐降低。

可选的，所述研磨区包括沿所述研磨垫的中心向边缘的方向依次连接的第一研磨区、第二研磨区以及第三研磨区，修整所述研磨区包括：所述修整盘以第一下压力在所述第一研磨区进行第一往复运动；所述修整盘以第二下压力在所述第二研磨区进行第二往复运动；以及所述修整盘以第三下压力在所述第三研磨区进行第三往复运动；其中，所述第一下压力大于所述第二下压力，所述第二下压力大于所述第三下压力。

可选的，所述修整盘依次进行所述第一往复运动、所述第二往复运动和所述第三往复运动。

可选的，所述第一下压力的范围为5.05psi～5.15psi，所述第二下压力的范围为4.95psi～5.05psi，所述第三下压力的范围为4.85psi～4.95psi。

可选的，所述第一往复运动持续的时间为2.8秒～3.2秒，所述第二往复运动持续的时间为2.5秒～2.8秒，所述第三往复运动持续的时间为2.2秒～2.5秒。

可选的，所述第一研磨区、所述第二研磨区以及所述第三研磨区在所述研磨区的占比均相等。

可选的，所述修整盘在一旋转臂的带动下进行所述第一往复运动、所述第二往复运动以及所述第三往复运动，所述旋转臂的转动速率为45～55转每分钟；和/或，所述研磨垫以位于所述研磨垫中心的法线为轴进行旋转，所述研磨垫的旋转速率为100～110转每分钟。