[發明專利]對銅金屬層進行CMP處理的方法

有效

• 申請號: 202011543432.9
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112677031B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 許力恒;夏匯哲;李松;宋振偉;張守龍
• 申請（專利權）人: 華虹半導體（無錫）有限公司
• 主分類號: B24B37/00
• 分類號: B24B37/00
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 羅雅文

本申請公開了一種對銅金屬層進行CMP處理的方法，涉及半導體制造領域。該對銅金屬層進行CMP處理的方法包括將表面沉積有銅的襯底傳送至CMP機臺，將所述襯底固定在CMP機臺的新研磨頭上；對所述襯底表面進行預研磨，令所述襯底邊緣區域的銅厚度大于所述襯底中心區域的銅厚度；對所述襯底進行主研磨，對襯底表面的銅金屬層進行平坦化處理；解決了目前CMP機臺上新的研磨頭會導致襯底邊緣區域出現銅殘留缺陷的問題；達到了減少CMP處理后襯底邊緣出現的銅殘留缺陷的效果。

技術領域

本申請涉及半導體制造領域，具體涉及一種對銅金屬層進行CMP處理的方法。

背景技術

CMP(chemical mechanical polishing，化學機械拋光)是目前集成電路制造過程中對晶圓表面進行全局平坦化的工藝。在對晶圓進行CMP處理時，將晶圓固定在研磨頭上，將晶圓上待拋光的一面對準研磨墊放置，研磨液不斷流入晶圓和研磨墊之間，在拋光時，研磨頭向晶圓施加一定壓力并帶動晶圓旋轉，在研磨液和磨粒的作用下實現晶圓表面的平坦化。

CMP制程被廣泛應用在集成電路制造的各個階段，比如，前段制程中的STI-CMP，后段制程中的ILD-CMP、W-CMP、Cu-CMP等。在Cu-CMP階段，在更換新的研磨頭后，新的研磨頭容易導致晶圓邊緣出現Cu殘留。目前，針對這種情況，一般會先用新的研磨頭拋光大量裸片來對新的研磨頭進行做舊，并且需要對效果進行人工卡控。

發明內容

為了解決相關技術中的問題，本申請提供了一種對銅金屬層進行CMP處理的方法。該技術方案如下：

一方面，本申請實施例提供了一種對銅金屬層進行利用CMP處理的方法，該方法包括：

將表面沉積有銅的襯底傳送至CMP機臺，將襯底固定在CMP機臺的新研磨頭上；

對襯底表面進行預研磨，令襯底邊緣區域的銅厚度大于襯底中心區域的銅厚度；

對襯底進行主研磨，對襯底表面的銅金屬層進行平坦化處理。

可選的，在預研磨過程中，對襯底邊緣區域施加的壓力小于對襯底中心區域施加的壓力。

可選的，在預研磨過程中，對襯底邊緣區域施加的壓力為0.9psi至1.1psi，對襯底中心區域施加的壓力為1.35psi至1.65psi。

可選的，主研磨過程中對襯底施加的壓力大于預研磨過程中對襯底施加的壓力。

可選的，在主研磨過程中，通過渦流傳感器檢測襯底表面銅金屬層的渦流電流，根據渦流電流實時監測銅金屬層的厚度；

根據銅金屬層的厚度和目標厚度，自動調整對襯底施加的壓力。

可選的，對襯底表面進行預研磨，令襯底邊緣的銅厚度大于襯底中心區域的銅厚度，包括：

對襯底表面進行預研磨，在預研磨過程中通過渦流傳感器檢測襯底表面銅金屬層的渦流電流，根據渦流電流實時監測銅金屬層的厚度；

當監測到襯底邊緣區域的厚度為預定厚度時，停止預研磨；襯底邊緣的銅厚度大于襯底中心區域的銅厚度。

本申請技術方案，至少包括如下優點：

通過對表面沉積有銅襯底進行預研磨，令襯底邊緣區域的銅厚度大于襯底中心區域的銅厚度，再對襯底表面進行主研磨，對襯底表面的銅金屬層進行平坦化處理，利用預研磨將襯底邊緣的厚度調整為預定厚度，在主研磨過程中維持對襯底邊緣區域的高壓力，實現多襯底邊緣區域的多研磨，解決了目前CMP機臺上新的研磨頭會導致襯底邊緣區域出現銅殘留缺陷的問題；達到了減少CMP處理后襯底邊緣出現的銅殘留缺陷的效果。

附圖說明