[发明专利]CMP研磨方法

说明书

本发明提供的一种CMP研磨方法包括以下步骤：提供一待研磨晶圆，所述待研磨晶圆包括中心区域和边缘区域，中心区域位于边缘区域内侧；测量待研磨晶圆的中心区域和边缘区域的膜厚；对待研磨晶圆执行第一次研磨工艺，第一次研磨工艺满足：A＞B；其中，A为中心区域和边缘区域的膜厚较大者的研磨去除率，B为中心区域和边缘区域的膜厚较小者的研磨去除率；对待研磨晶圆执行第二次研磨工艺，第二次研磨工艺满足：C＞D，C＜A，D＜B；其中，C为中心区域和边缘区域的膜厚较小者的研磨去除率，D为中心区域和边缘区域的膜厚较大者的研磨去除率，以改善了研磨后薄膜厚度的均一性，从而解决了由于研磨后薄膜厚度的均一性较差引起的金属剥离等问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，特别涉及一种CMP研磨方法。

背景技术

制造集成电路和其它电子器件时，可以在晶圆表面沉积和去除导体、半导体和介电材料的多个层。可以使用多种沉积技术沉积导体、半导体和介电材料的薄膜。现代晶圆加工中的常见沉积技术包括物理气相沉积(PVD)，也称为溅射；化学气相沉积(CVD)；等离子体增强化学气相沉积(PECVD)和电化学电镀等。常见的去除技术包括湿法和干法各向同性和各向异性刻蚀等。

随着材料层依次沉积和去除，晶圆的最上表面变得不平坦。由于随后的半导体加工(例如金属化)需要晶圆具有平坦的表面，因此晶圆需要被平坦化。平坦化适用于去除非所期望的表面形貌和表面缺陷，如粗糙表面、聚结材料、晶格损坏、刮痕和被污染的层或材料。

化学机械平坦化或化学机械抛光(CMP)是用于平坦化或抛光如晶圆的常见技术。在传统CMP中，晶圆载体或抛光头安装在载体组合件上。抛光头固持晶圆并将晶圆定位成与安装在CMP装置内部的台板或压板上的抛光垫的抛光层接触。载体组合件提供晶圆和抛光垫之间的可控压力。同时，将抛光介质(例如浆液)分配到抛光垫上且吸入晶圆与抛光层之间的间隙中。抛光垫和晶圆相对于彼此旋转以抛光衬底。CMP在进行制品研磨前，需要确定一套研磨工艺参数(包括：流量、压力和转速等)，而这一套研磨参数导致研磨后薄膜的表面形貌特征是固有的，凹面的只能是凹面，凸面的只能是凸面，通过研磨时间的调整是无法改变这一特征的。

为了改善这一问题，采用了局部的研磨参数设定法，例如在薄膜的膜厚较高的区域的研磨去除率较高，在薄膜的膜厚较低的区域的研磨速率较低，这种研磨方法虽然缓解了表面形貌，但是研磨后薄膜厚度的均一性依然较差，例如在晶圆边缘区域局部的膜厚差异较大，在后续的光刻工艺中出现金属线的剥离问题，造成产品良率下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种CMP研磨方法，同时改善研磨后薄膜厚度的均一性，以提高产品的良率。

为了解决上述问题，本发明所述的一种CMP研磨方法，包括以下步骤：

提供一待研磨晶圆，所述待研磨晶圆包括中心区域和边缘区域，所述中心区域位于所述边缘区域内侧；

测量所述待研磨晶圆的中心区域和边缘区域的膜厚；

对所述待研磨晶圆执行第一次研磨工艺，所述第一次研磨工艺满足：A＞B；其中，A为所述中心区域和边缘区域的膜厚较大者的研磨去除率，B为所述中心区域和边缘区域的膜厚较小者的研磨去除率；以及

对所述待研磨晶圆执行第二次研磨工艺，所述第二次研磨工艺满足：C＞D，C＜A，D＜B；其中，C为所述中心区域和边缘区域的膜厚较小者的研磨去除率，D为所述中心区域和边缘区域的膜厚较大者的研磨去除率。

可选的，所述中心区域的形状为圆形，且所述中心区域的圆心与所述待研磨晶圆的圆心重叠，所述边缘区域的形状为圆环。

进一步的，所述中心区域的半径与所述边缘区域的圆环半径比为2:1～5:1。

更进一步的，测量所述待研磨晶圆的中心区域和边缘区域的膜厚的方法为：