專(zhuān)利名稱(chēng)：化學(xué)機(jī)械拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過(guò)程中，隨著特征尺寸的縮小和金屬互連層數(shù)的增加，對(duì)晶圓表面平整度的要求也越來(lái)越高。目前，化學(xué)機(jī)械拋光是最有效的全局平坦化技術(shù)。化學(xué)機(jī)械拋光是將晶圓由旋轉(zhuǎn)的拋光頭夾持，并將其以一定壓力壓在旋轉(zhuǎn)的拋光墊上，由磨粒和化學(xué)溶液組成的拋光液在晶圓和拋光墊之間流動(dòng)，晶圓表面在化學(xué)和機(jī)械的共同作用下實(shí)現(xiàn)平坦化。在實(shí)際化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，拋光后的晶圓表面厚度不均勻的問(wèn)題比較顯著，晶圓表面厚度不均勻在很大程度上影響了產(chǎn)品的優(yōu)良率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。經(jīng)過(guò)發(fā)明人深入研究后發(fā)現(xiàn)，由于拋光液是從外部引入的，因此新鮮的拋光液無(wú)法及時(shí)到達(dá)晶圓表面，使得晶圓局部的拋光厚度小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值，從而導(dǎo)致晶圓表面拋光厚度不均勻。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種可以大大地提高晶圓表面拋光厚度的均勻性的化學(xué)機(jī)械拋光方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例提出一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，所述化學(xué)機(jī)械拋光方法包括利用拋光頭夾持晶圓以在拋光盤(pán)上對(duì)所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，其中在所述化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對(duì)于所述拋光盤(pán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法通過(guò)使所述拋光頭相對(duì)于所述拋光盤(pán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而可以將由拋光液輸送臂引入的新鮮的拋光液及時(shí)地、充分地吸引到整個(gè)晶圓表面，這樣就使得整個(gè)晶圓表面的拋光厚度達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法可以大大地提高晶圓表面拋光厚度的均勻性。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)為往復(fù)平移。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述拋光頭沿所述拋光盤(pán)的徑向往復(fù)平移。這樣不僅便于操作，而且可以更加充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面，從而進(jìn)一步提高晶圓表面拋光厚度的均勻性根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)平移的行程為5mm-50mm，這樣可以更加充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)平移的行程為15mm-40mm，這樣可以進(jìn)一步充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率為5-40次/分鐘，這樣可以更加及時(shí)地、充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率為10-30次/分鐘，這樣可以進(jìn)一步及時(shí)地、充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率為20次/分鐘，這樣可以進(jìn)一步及時(shí)地、充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)為鐘擺式運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的示意圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法與已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法的拋光結(jié)果對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、 “連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)的具體含義。經(jīng)過(guò)發(fā)明人深入研究后發(fā)現(xiàn)，由于拋光液是從外部引入的，因此新鮮的拋光液無(wú)法及時(shí)到達(dá)晶圓表面，使得晶圓局部的拋光厚度小于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值，從而導(dǎo)致晶圓表面拋光厚度不均勻。下面參照?qǐng)D1描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法包括利用拋光頭100夾持晶圓以在拋光盤(pán)200上對(duì)所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，其中在所述化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，拋光頭100自轉(zhuǎn)且相對(duì)于拋光
盤(pán)200往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法通過(guò)使拋光頭100相對(duì)于拋光盤(pán)200往復(fù)
4運(yùn)動(dòng)，從而可以將由拋光液輸送臂300引入的新鮮的拋光液及時(shí)地、充分地吸引到整個(gè)晶圓表面，這樣就使得整個(gè)晶圓表面的拋光厚度達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值。因此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法可以大大地提高晶圓表面拋光厚度的均勻性。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在所述化學(xué)機(jī)械拋光結(jié)束后，還可以利用修整器 400的修整頭410對(duì)拋光墊(圖中未示出)進(jìn)行修正。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法所利用的拋光頭100、拋光盤(pán)200、拋光液輸送臂300、修整器400、拋光墊、拋光液等可以是已知的，因此不再進(jìn)行詳細(xì)地描述。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)可以是往復(fù)平移，也可以是鐘擺式運(yùn)動(dòng)。 其中，所述往復(fù)平移和所述鐘擺式運(yùn)動(dòng)都可以利用已知的方法實(shí)現(xiàn)，因此不再進(jìn)行詳細(xì)地描述。在本發(fā)明的一個(gè)具體示例中，拋光頭100可以沿拋光盤(pán)200的徑向往復(fù)平移，這樣不僅便于操作，而且可以更加充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面，從而進(jìn)一步提高晶圓表面拋光厚度的均勻性。具體地，所述往復(fù)平移的行程可以是5mm-50mm，這樣可以更加充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。有利地，所述往復(fù)平移的行程可以是15mm-40mm。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率可以是5-40次/分鐘，這樣可以更加及時(shí)地、充分地吸引新鮮的拋光液到達(dá)整個(gè)晶圓表面。有利地，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率可以是10-30次/分鐘。進(jìn)一步有利地，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率可以是20次/分鐘?？梢岳靡延械姆椒y(cè)量得到晶圓表面拋光厚度的去除率和非均勻性。例如，在晶圓上選取49個(gè)測(cè)量點(diǎn)，利用膜厚測(cè)量?jī)x測(cè)量這49個(gè)測(cè)量點(diǎn)在化學(xué)機(jī)械拋光前后的厚度差。計(jì)算這49個(gè)測(cè)量點(diǎn)的厚度差的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，其中晶圓表面拋光厚度的去除率=49個(gè)測(cè)量點(diǎn)的厚度差的平均值/化學(xué)機(jī)械拋光時(shí)間；晶圓表面拋光厚度的非均勻性=(49個(gè)測(cè)量點(diǎn)的厚度差的標(biāo)準(zhǔn)差/49個(gè)測(cè)量點(diǎn)的厚度差的平均值)X100%。圖2示出了利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法和已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后，晶圓表面拋光厚度的去除率和非均勻性。由圖2可以看出，利用已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后，晶圓表面拋光厚度的去除率為5689A/min(埃/分鐘)、非均勻性為7. 94%。利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法對(duì)晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光后，晶圓表面拋光厚度的去除率為6061A/min、非均勻性為 6. 29%。因此根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法可以大大地提高晶圓表面拋光厚度的去除率且可以大大地降低晶圓表面拋光厚度的非均勻性，即可以大大地提高晶圓表面拋光厚度的均勻性。在本說(shuō)明書(shū)的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書(shū)中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，包括利用拋光頭夾持晶圓以在拋光盤(pán)上對(duì)所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，其中在所述化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對(duì)于所述拋光盤(pán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)為往復(fù)平移。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭沿所述拋光盤(pán)的徑向往復(fù)平移。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)平移的行程為 5mm-50mmo
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)平移的行程為 15mm-40mmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率為 5-40次/分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率為 10-30次/分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)的頻率為20次/分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運(yùn)動(dòng)為鐘擺式運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，所述化學(xué)機(jī)械拋光方法包括利用拋光頭夾持晶圓以在拋光盤(pán)上對(duì)所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，其中在所述化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對(duì)于所述拋光盤(pán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法可以大大地提高晶圓表面拋光厚度的均勻性。
文檔編號(hào)B24B37/00GK102229101SQ201110177218
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者何永勇, 王同慶, 路新春, 門(mén)延武 申請(qǐng)人:清華大學(xué)