[发明专利]化学机械抛光方法及装置

说明书

本发明提供了一种化学机械抛光方法及装置，属于半导体技术领域。化学机械抛光方法包括：利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。本发明能够提高硅片的表面平坦度。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是指一种化学机械抛光方法及装置。

背景技术

单晶硅作为半导体器件生产的基底材料，对其表面的平坦度，粗糙度，金属以及颗粒等方面有非常严格的要求，为了满足这些要求，需要通过化学机械抛光来实现。

在单晶硅片工艺流程中，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。所谓化学机械抛光，通常是将单晶硅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，其中如何改善半导体晶片最终抛光后的抛光面的平坦度是目前化学机械抛光工艺的研究重点。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种化学机械抛光方法及装置，能够提高硅片的表面平坦度。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供一种化学机械抛光方法，包括：

利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；

其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。

一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第一抛光冷却阶段，在所述第一抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于等于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为10-50s。

一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第二抛光冷却阶段，在所述第二抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于26℃大于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为20-60s。

一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第三抛光冷却阶段，在所述第三抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度大于26℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为30-90s。

一些实施例中，同一抛光冷却阶段使用的抛光液相同，不同抛光冷却阶段使用的抛光液不同。

一些实施例中，所述抛光阶段的抛光时间为150s-250s。

另一方面，本发明的实施例还提供了一种化学机械抛光装置，利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；所述装置包括抛光单元和冷却单元，

所述抛光单元用于在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；

所述冷却单元用于在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。