[發明專利]能減少殘余漿料的化學機械拋光方法

有效

• 申請號: 201110402474.5
• 申請日: 2011-11-28
• 公開（公告）號: CN103128649A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 楊貴璞;曾明;范怡平;黃勇
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李湘;高為

技術領域

本發明涉及半導體制造工藝，尤其涉及能有效減少在化學機械拋光過程中引入的研磨劑殘留的方法。

背景技術

在晶圓制造過程中，為了獲得平坦的表面需要對其表面進行拋光。化學機械拋光是一種常用的拋光工藝，其利用研磨劑(一般包含彌散在化學溶劑內的硅或氧化鋁顆粒)去除晶圓表面的凹凸不平。在拋光時，晶圓被設置在拋光機的研磨盤上，研磨劑被輸送到晶圓表面，研磨頭利用研磨劑來研磨晶圓表面，以獲得平坦的表面。在結束研磨后，利用流體(例如去離子水)沖刷晶圓表面以將殘留的漿料等去除掉。

但是沖刷的效果往往是不能令人滿意的，這導致晶圓表面有較多的殘留漿料，從而影響產品的良率。對此，常常采用更換耗材或定期清洗拋光機等措施，但是這些方式費時費力，還增加了制造成本。另一種方法是通過調整清洗機的化學品流量、減小清洗刷與晶圓表面之間的間隙等手段，但是經常調整流量計會減少其使用壽命，而減小清洗刷間隙的效果并不明顯。

發明內容

本發明旨在解決上述缺點，提供一種能減少殘余研磨劑的化學機械拋光方法，其具有實現方便、實施成本低的優點。

本發明的上述目的通過下列技術方案實現：

一種能減少殘余漿料的化學機械拋光方法，包括下列步驟：

研磨步驟，利用漿料來研磨晶圓的表面；以及

沖洗步驟，利用流體沖洗所述晶圓的表面以去除殘留在所述表面的漿料，其中，在所述沖洗步驟中還向所述晶圓的表面輸送所述漿料。

優選地，在上述化學機械拋光方法中，所述流體為去離子水，所述漿料的PH值介于10-11之間。

優選地，在上述化學機械拋光方法中，在所述沖洗步驟中，所述漿料向所述晶圓的表面輸送的速率設定為使得所述晶圓的表面的PH值介于8-9之間。

優選地，在上述化學機械拋光方法中，所述研磨步驟包括：

所述研磨機構研磨所述晶圓的表面的中央區域；以及

所述研磨機構研磨所述晶圓的表面的邊緣區域。

優選地，在上述化學機械拋光方法中，所述沖洗步驟持續時間為6秒鐘。

從結合附圖的以下詳細說明中，將會使本發明的上述和其它目的及優點更加完全清楚。

附圖說明

圖1示出了一種典型的用于化學機械拋光工藝的拋光設備的示意圖。

圖2為按照本發明較佳實施例的化學機械拋光方法的示意圖。

圖3為分別利用現有技術的化學機械拋光方法和按照本發明較佳實施例的化學機械拋光方法處理晶圓的效果對照圖。

具體實施方式

下面通過參考附圖描述本發明的具體實施方式來闡述本發明。但是需要理解的是，這些具體實施方式僅僅是示例性的，對于本發明的精神和保護范圍并無限制作用。

在本說明書中，“包含”和“包括”之類的用語表示除了具有在說明書和權利要求書中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本發明的技術方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。再者，術語“晶圓”在這里通常指的是圓形的單晶半導體襯底，其上形成有集成電路。

圖1示出了一種典型的用于化學機械拋光工藝的拋光設備10的示意圖。該設備10包括承載晶圓20(其包括襯底20A、形成于襯底上的半導體器件20B和覆蓋器件的氧化硅保護層20C)的研磨頭110、研磨墊120和支承研磨墊120的研磨盤130。研磨頭110包括容納晶圓20的固定環110A和設置在晶圓20與固定環內壁之間的隔膜110B。

拋光設備10通常包含控制器(未畫出)，在該控制器的控制下，適當的壓力通過隔膜110B施加在晶圓20的背面上(也即襯底20A的表面)，研磨頭110和研磨盤130可以變化的速度分別獨立地旋轉，并且漿料30和/或其它材料按照一定的流量被輸送到晶圓20的表面(即氧化硅保護層20C的表面)。

在設備運行期間，通過隔膜110B在晶圓20的背面形成所需的研磨壓力。與此同時，研磨頭110圍繞轉軸140以預設的速度旋轉，而研磨盤130圍繞轉軸150以預設的速度旋轉。根據被研磨表面的類型，漿料30中可包含氧化硅顆粒或氧化鋁顆粒，PH值比較好的是介于10-11之間并且平均粒徑為20-200納米。在隔膜110B施加的下壓力、研磨頭110和研磨盤130的各自的旋轉以及漿料30的化學和機械效應的共同作用下，晶圓20的氧化硅保護層表面被研磨到所需的平坦度和厚度。