一種化學機械研磨方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體制造領域，特別是涉及一種化學機械研磨方法。
【背景技術】
[0002]隨著超大規模集成電路(Ultra Large Scale Integrat1n, ULSI)的飛速發展，集成電路制造工藝變得越來越復雜和精細。為了提高集成度，降低制造成本，器件的特征尺寸(Feature Size)不斷變小，芯片單位面積的元件數量不斷增加，平面布線已難滿足元件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術，利用芯片的垂直空間，進一步提高器件的集成密度。但多層布線技術的應用會造成硅片表面起伏不平，對圖形制作極其不利。為此，需要對不平坦的晶片表面進行平坦化(Planarizat1n)處理。目前，化學機械研磨法(ChemicalMechanical Polishing, CMP)是達成全局平坦化的最佳方法,尤其在半導體制作工藝進入亞微米(sub micron)領域后，化學機械研磨已成為一項不可或缺的制作工藝技術。
[0003]化學機械研磨法(CMP)是通過化學反應和機械研磨相結合的方式將半導體結構表面的材料層去除的一種平坦化方法。請參見圖1，圖1是一種現有的化學機械研磨裝置。該裝置包括:表面貼有研磨墊10的研磨平臺102、吸附晶圓121的研磨頭12、研磨液分布于所述研磨墊10表面的凹槽101中。研磨時，先將待研磨的晶圓121吸附在研磨頭12上，通過在研磨頭上施加壓力，使晶圓緊壓到研磨墊上，將晶圓位于研磨墊上表面進行研磨；然后，表面貼有研磨墊的研磨平臺102在電機的帶動下旋轉，研磨頭12也進行同向轉動，實現機械研磨；與此同時，修整器11在所述研磨墊表面來回擺動，用于將所述研磨墊表面的研磨液涂抹均勻；在研磨過程中，由于研磨液的作用，待研磨晶圓和研磨墊之間形成一層液體薄膜，該薄膜與待研磨晶圓的表面發生化學反應，生成研磨過程中的副產物13 ;在修整器來回擺動的過程中，及其容易使研磨產生的副產物聚集在研磨墊及溝槽內，可能造成晶圓的劃傷。
[0004]因此，上述化學機械研磨方法極有可能造成晶圓報廢，使得產品的良率下降。因此，有必要提出一種新的化學機械研磨方法來避免上述情況的發生。
【發明內容】
[0005]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種化學機械研磨方法，用于解決現有技術的研磨過程中，修整器在將研磨液涂抹不均勻的同時，將晶圓表面與研磨液反應生成的副產物聚集在研磨墊及溝槽將晶圓劃傷的問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種化學機械研磨方法，其特征在于，該方法提供一研磨頭和吸附于所述研磨頭下表面的晶圓，用于實現晶圓研磨；該方法還包括以下步驟:
[0007](1)晶圓研磨前或開始后，提供一研磨墊和與所述研磨墊接觸的一修整器；
[0008](2)將所述修整器置于所述研磨墊的邊緣區域，對該修整器施加指向所述研磨墊表面的壓力，并使該修整器逐漸向所述研磨墊中央區域移動，使研磨液均勻分布于該研磨墊上表面；當所述修整器到達所述研磨墊的中央區域時，抬升所述修整器使其脫離所述研磨墊表面；
[0009](3)重復步驟(2)直至所述研磨液均勻分布于所述研磨墊的上表面為止；
[0010](4)晶圓研磨結束后，將所述修整器置于所述研磨墊上表面的中央區域，使該修整器逐漸向所述研磨墊邊緣區域移動，同時將晶圓研磨過程中的研磨副產物推向所述研磨墊的邊緣區域；當所述修整器到達所述研磨墊的邊緣區域時，將所述修整器抬升，使其脫離所述研磨墊的上表面；
[0011](5)重復步驟(4)，直至所述研磨墊上的研磨副產物完全被推向所述研磨墊之外為止。
[0012]優選地，所述晶圓研磨包括將吸附在所述研磨頭下表面的晶圓置于所述研磨墊上表面進行研磨，直至研磨結束為止。
[0013]優選地，所述研磨墊具有凹槽；所述修整器與所述研磨墊接觸的表面設有若干金剛石顆粒。
[0014]優選地，所述修整器從研磨墊的中央區域移動至該研磨墊邊緣區域的過程中，對所述修整器施加指向所述研磨墊表面的壓力。
[0015]優選地，提供一支撐臂；所述修整器由位于其上方的所述支撐臂懸掛；所述修整器在所述研磨墊上表面來回移動的過程中，所述支撐臂隨所述修整器來回移動。
[0016]優選地，所述研磨墊的形狀為圓形；所述修整器的形狀為圓形；所述研磨墊放置于一研磨平臺上；所述研磨墊在研磨過程中發生旋轉。
[0017]優選地，所述研磨液由氧化劑和研磨粒子組成。
[0018]優選地，所述研磨墊由多孔的、有彈性的聚合物材料制作而成。
[0019]如上所述，本發明的化學機械研磨方法，在晶圓研磨前和研磨過程中，由于研磨墊的旋轉，研磨液在離心力的作用下會更多地分布于研磨墊的邊緣，而本發明的化學機械研磨方法，其具有以下有益效果:使修整器在研磨墊表面重復多次由邊緣區域向中央區域移動從而將研磨液均勻分布于研磨墊上表面，使得研磨時更多的利用研磨液達到充分研磨；在研磨后，修整器在研磨墊表面重復多次由中央區域向邊緣區域移動，從而將研磨后的副產物從研磨墊中央推動至研磨墊之外，實現了研磨墊的修復，避免下次研磨時研磨副產物等刮傷晶圓。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示為本發明現有技術中的化學機械研磨裝置示意圖。
[0021]圖2顯示為本發明的化學機械研磨方法流程圖。
[0022]圖3顯示為本發明的化學機械研磨方法的研磨前或研磨過程中修整器移動軌跡示意圖。
[0023]圖4顯示為本發明的化學機械研磨方法的研磨后修整器移動軌跡示意圖。
[0024]元件標號說明
[0025]10研磨墊
[0026]101凹槽
[0027]102研磨平臺
[0028]11修整器
[0029]12研磨頭
[0030]121晶圓
[0031]13副產物
[0032]14支撐臂
[0033]S1 ?S5步驟
【具體實施方式】
[0034]以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
[0035]請參閱圖2至圖4。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態也可能更為復雜。
[0036]實施例一
[0037]如圖2所述，顯示為本發明的化學機械研磨方法的流程圖。如圖3所示，本實施例提供一種化學機械研磨方法，該化學機械研磨方法中包括一研磨頭和吸附于所述研磨頭下表面的晶圓，用于實現晶圓研磨；首先，步驟S1:晶圓研磨前，如圖3所示，提供一上表面分布有研磨液的研磨墊10和與所述研磨墊10接觸的一修整器11 ;優選地，所述研磨墊10的表面具有凹槽；所述凹槽用于分布研磨液；所述修整器11與所述研磨墊10接觸的表面設有若干金剛石顆粒，所述金剛石顆粒用于在研磨前清除所述研磨墊凹槽中的殘留物，避免在后續晶圓的研磨過程中，停留在所述研磨墊表面的殘留物劃傷晶圓，導致晶圓破片甚至報廢。
[0038]本實施例中，優選地，如圖3所示，提供一支撐臂14 ;所述修整器11由位于其上方的所述支撐臂14懸掛。
[0039]接著實施步驟S2:如圖3所示，將所述修整器11置于所述研磨墊10上表面的邊緣區域，接著對所述修整器施加壓力，所述壓力指向所述研磨墊表面，優選地，所施加的壓力為0-0.6MPa,本實施例中所施加的壓力為0.15MPa時，優選地，所述壓力垂直于所述修整器上表面，接著，所述支撐臂拖動