[发明专利]化学机械抛光方法以及化学抛光系统

说明书

本发明提供一种化学机械抛光方法及化学机械抛光装置，充分考虑了化学机械抛光装置上的晶片载体随着长时间使用而导致的厚度变化对半导体晶片的抛光效果的影响，在设定用于半导体晶片抛光的工艺参数之前，先测量晶片载体的厚度，并计算出测得的晶片载体的厚度与待抛光的半导体晶片在完成抛光后的目标厚度之间的差值(即晶片载体相对抛光后的半导体晶片的突出量或者抛光后的半导体晶片相对晶片载体的突出量)，然后根据该差值设定用于半导体晶片抛光的工艺参数，当采用这组与该差值相关的半导体晶片抛光的工艺参数对该半导体晶片进行抛光后，该半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度会增加，因而提高了抛光效果。

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术领域，尤其涉及一种化学机械抛光方法及化学机械抛光系统。

背景技术

在半导体工艺流程中，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是非常重要的一道工序，有时也称之为化学机械平坦化(Chemical MechanicalPlanarization，CMP)。所谓化学机械抛光，通常是将半导体晶片安装到晶片载体上，并与抛光垫的抛光层接触，抛光垫高速旋转，抛光介质(例如浆液)被分配到抛光垫上且吸入半导体晶片与抛光层之间的间隙中，半导体晶片在压力装置的压力作用与抛光垫相互摩擦，被研磨去除多余材料，并最终使半导体晶片的研磨面被抛光并获得平坦表面。

随着近来半导体器件的更高效能与更高集成(integration)化密度和需求的增加，在半导体晶片的CMP中增进生产力与表面品质已越来越被需要，其中如何增加半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度(塌边roll-off、SFQR、ESFQR)已成为目前化学机械抛光工艺重点改善的目标之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种化学机械抛光方法及化学机械抛光系统，能够增加半导体晶片最终抛光后的抛光面的平整度，提高抛光效果。

为了实现上述目的，本发明提供一种化学机械抛光方法，包括：

提供一个化学机械抛光装置，该化学机械抛光装置具有抛光垫以及晶片载体，所述晶片载体具有用于承载半导体晶片的开口；

将一半导体晶片置于所述晶片载体的开口内，并使得所述半导体晶片需要被抛光的表面面对所述抛光垫；

测量所述晶片载体的厚度，并获得所述半导体晶片被抛光后的目标厚度；

根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的目标厚度之差，设定所述半导体晶片的抛光工艺参数；

所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行抛光。

可选地，所述抛光工艺参数包括抛光时间、向所述半导体晶片施加的压力、所述抛光垫和所述半导体晶片的转速、抛光浆料温度、抛光浆料的流速以及在抛光完成时所述半导体晶片的当前厚度和所述晶片载体的厚度之差中的多种。

可选地，所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片抛光完成之后，还包括：

测量所述晶片载体的厚度以及所述半导体晶片被抛光后的当前厚度；

根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度，判定是否需要对所述半导体晶片进行二次抛光；

若否，则在所述化学机械抛光装置上对所述半导体晶片进行去离子水冲洗，并在冲洗完成后，将所述半导体晶片从所述化学机械抛光装置上取走；

若是，则根据所述晶片载体的厚度和所述半导体晶片被抛光后的当前厚度之差以及所述半导体晶片的目标厚度，设定所述半导体晶片的二次抛光工艺参数，所述化学机械抛光装置根据所述抛光工艺参数对所述半导体晶片进行二次抛光；

重复上述步骤，直至所述半导体晶片的当前厚度以及平整度达到要求。