CN101103444A - 化学机械研磨系统及研磨液 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种采用表面化学剪裁机制研磨其上沉积有聚合物膜表面的半导体基底，再对该化学剪裁表面进行化学机械抛光的系统和方法。

Description

化学机械研磨系统及研磨液
技术领域
本发明涉及研磨半导体基底的研磨系统及研磨液。 技术背景
为了满足元器件的大规模集成， 需要越来越多的介电层和金层互联。这 使得基底的表面形貌必须很好地满足亚微光刻的阱深要求。 如在 us
6,663,472 中所提到的， 化学机械研磨 （CMP) 是一种典型的用来抛光各种 材料如半导体基底、 精密光学器件， 使之达成高度平坦及均匀的方法。 CMP 制程最初被用来平坦化半导体基底以及除去在基底上形成亚微米电路时所 产生的不均匀表面形貌。 在形成集成电路时， 基底将通过光刻和蚀刻等制程 被进一步加工。基底上被加工的任何地方若有膜厚的变化都很难获得高良率 所要求的高分辩率容错度。 CMP—般也被用于平坦绝缘层和浅沟道隔离层， 因为它可以局部和全局地平坦所要被暴光的膜层， 从而减轻暴光技术的负 担， 稳定产品合格率。
CMP 的另一种应用是在介电层内嵌入金属图案 （有时也称作大马士革 技术)， 这时 CMP作为一种图案化技术。 在上述的图案化制程中， 首先在介 电层中蚀刻出沟槽， 然后淀积金属， 最后用 CMP将多余的金属去掉， 剩下 的金属图案与介电层共平面。
传统的 CMP制程包括将基底与已被研磨液润湿的旋转研磨垫相接触进 行研磨， 同时向研磨垫施加一压力。 研磨液的 pH值控制着化学反应， 如基 底绝缘层化学物质的氧化。研磨垫一般由非纤维的聚亚安酯或聚酯材料所制 成。 研磨垫的硬度一般在 50〜70计硬度之间。 半导体中所应用的研磨垫可 以使用机织的聚亚安酯材料， 其可以在市场上买到。 研磨液（典型的包括至 少一种研磨颗粒）被应用到研磨垫上来调节研磨垫的抛光特性， 以加强对基 底的研磨和平坦化。
化学机械研磨通常辅以含有小的研磨颗粒如二氧化硅或三氧化二铝的 研磨液。这些研磨颗粒以机械研磨的方式除去被抛光表面的部分材料。另外， 研磨液也含有与加工表面相互作用的化学物质以帮助表面材料的去除。研磨 液一般加在晶片表面和研磨垫之间。在抛光和平坦化过程中， 晶片一般被压 向一个旋转研磨垫。 此外， 晶片也可以在研磨垫上旋转以及前后摆动来提高 研磨效率。
如 US 6，638,328中所提到的， 一般 CMP研磨液含有一种研磨材料， 如 二氧化硅或三氧化二铝， 它们悬浮于氧化性的水性介质中。现有技术中已揭 示了很多研磨金属表面的机理。 金属表面可以用研磨液研磨， 其中金属表面 不形成表面薄膜以至于金属粒子通过机械作用被除去。此方法中， 化学溶解 速率应较慢以防止发生金属腐蚀。更可取的一种方法是不断地通过金属表面 与研磨液中一种或多种化学成分（如氧化剂）反应形成一种薄又软且较易磨 的薄层和 /或成膜层如：氧化物膜，然后以一种可控的机械方式去掉这层软的 可除膜。 在与机械作用相竞争的过程中， 表面上形成一层薄的钝化膜以控制 着金属的腐蚀过程， 用这种方法来控制化学机械研磨会更容易。 已有各种不 同类型的研磨液应用在 CMP制程中，常用的研磨颗粒有 Si02、 A1203、 Ce02、 Ti02禾口 Zr02。
聚合物作为光阻、 钝化层、 低介电常数材料以及其它应用材料， 已被广 泛应用于各种 IC器件如 DRAM、 SRAM, MEMS, 呈像器件、 CPU以及其 它器件的生产中。 为了更好地实现器件的性能， 人们越来越希望得到一具有 更好性能的、 更薄的、 更平坦的聚合物薄膜。 随着元器件特征尺寸的继续缩 小， 对平坦度的要求也越来越高， 以至于聚合物膜需要平坦化。 尽管化学机 械研磨早已应用在 IC元器件的生产中，却没有专门为聚合物 CMP所开发的 研磨液。使用非优化的 CMP研磨液进行聚合物研磨将产生很多问题。例如， 有时聚合物不完全固化，若采用传统的氧化物研磨液进行研磨将可获得较高 的研磨速率。 这种方法至少产生两种缺点： 一种缺点是 CMP制程控制上的 困难， 这是因为 （1 )聚合物膜的硬度对于很小的固化差异也非常敏感， （2) 且如果只是通过机械作用来进行研磨将很难使研磨在需要的时候停止， （3 ) 又机械研磨将导致高不平整度、 刮伤和残余； 另一缺点是抛光后聚合物膜需 要第二次固化， 从而降低了生产效率且成本上也不合算。
有时在抛光前， 聚合物的表面用 N20或 02等离子体来处理， 这样可以 获得较理想的研磨速率以及研磨停止层。但这种方法也较耗时耗成本。而且， 由于使用氧化物研磨液而不是专门为聚合物而开发的研磨液，所以其将会使 研磨后的缺陷问题增加。 另外， 因为聚合物膜及研磨垫都是憎水的， 在抛光 过程中， 聚合物膜与研磨垫之间的摩擦将会导致晶圆掉片。 发明概要
本发明揭示了一种采用表面化学剪裁机制研磨其上沉积有聚合物膜表 面的半导体基底， 再对该化学剪裁表面进行化学机械抛光的新系统和方法。
所谓的化学剪裁是指在抛光前使聚合物表面变硬、 变脆、 裂片、 弱化或 断裂表层聚合物长链， 在进行化学机械研磨时， 将获得较高的研磨速率和平 坦化速率， 并且缺陷也将大大降低。
上述内容的各创新方面具体如下：通过化学剪裁的方法使聚合物膜表面 在微观上断键、 变硬、 变脆或裂片， 并将一聚合物化学机械研磨液应用于此 研磨系统。 聚合物膜表面的化学剪裁包括： 氧化、 催化、 和局部热分解该聚 合物膜表面。 该化学机械研磨液可含一种氧化性的研磨颗粒， 该氧化性的研 磨颗粒可以为 Zr02、 A1203、 CaO、 Fe203、 MgO、 Si02、 Ce02和任何被含有 过氧键 （-0-0-) 化合物或有机聚合物所覆盖的研磨颗粒， 以及处理过从而 对于聚合物具有氧化性的研磨颗粒。 表面的化学剪裁还包括使表面产生微 裂。 该化学机械研磨液也可以包括含有一种催化剂的研磨颗粒， 如 Fe离子、 Mn离子、 Cu离子等。 该研磨液可以含有多种研磨颗粒， 研磨颗粒可以为 Fe203、 Al或催化剂。 研磨液中可以含有 pH值调节剂， 例如： HC1、 H2S04、 H3P04、 柠檬酸、 N¾OH、 HN03、 NaOH、 KOH或其它无机酸碱或有机酸 碱。 研磨液中也可以加入表面活性剂， 包括但不限于： 聚乙烯乙二醇， 聚氧 乙烯醚， 甘油， 聚丙二醇， 聚乙烯醇， 聚丙烯酸， 聚甲基丙烯酸， 丙烯酸与 丙烯酯共聚物， 丙烯酸与羟丙基丙烯酸酯共聚物， 顺丁烯二酸与丙烯酸共聚 物， 丙烯酸与羟丙基丙烯酸酯三元共聚物， BOF, 经共聚作用改性的聚乙烯 醇， 甲基丙烯酸醇酯与链烷醇胺酯共聚物， 顺丁烯二酸与苯乙烯共聚物， 聚 乙烯乙二醇单甲基共聚物， 经羧酸改性的聚乙烯醇， 乙二醇与多胺共聚的衍 生物， 特定的共聚物分散剂， 丙烯酸羟丙基酯与其它任何单体的共聚物， 异 丁烯， 环氧丙烷， 2-羟乙基， 甲基丙烯酸酯， 顺丁烯二酸酐， 甲基丙烯酸丙 酰胺， 甲基丙烯酰胺苯乙烯， 乙烯吡啶酮， 1,2,3-苯并三唑， 茚， 苯并噻吩 (硫茚）， 吲哚， 异吲哚， 3-氮茚， [2，3-(1]-υ-三唑， 1-吡唑， 1，2-苯并异恶唑， 吲唑， 异吲唑， 苯并咪唑， 苯并异二唑， 1,2,3,7-四氮茚， 1-吡唑并 [b]吡嗪， 三唑并吡嗪， 嗯呢， 苯并呋喃、 嘌吟或它们的组合物。 该化学机械研磨液还 可包含氧化剂，该氧化剂包括但不限于：含过氧键（-0-0-)的化合物、 ¾02、 S204 2-或 S208 2-的盐、 KI03、 Fe(N03)2、 KMn04、 KN03、 HN03、 溴酸盐、 溴、 丁二烯、 氯酸盐、 氯酸、 氯、 亚氯酸盐、 铬酸盐、 铬酸、 重铬酸盐、 氟、 卤 素、 卤酸盐、 次氯酸盐、 一氧化二氮、 氧气、 二氟化物、 臭氧、 过酸类、 过 硼酸盐、 过卤酸盐、 过碳酸盐、 高氯酸盐、 高氯酸、 过氧化氢合尿素、 过氧 化物、 过硫酸盐、 高锰酸钾、 溴化钠或硫酸等。 研磨液中也可以含有酶。 化 学机械研磨制程的参数如下：
研磨速率： 2000〜5000A/min
向下压力： 不小于 lpsi
抛光桌面转速： 不小于 50rpm
抛光头转速： 不小于 30rpm
抛光垫的刮整： 现场 （in situ) 或非现场 （ex situ) 拋光垫： 聚亚安酯抛光垫。
其它的优点包括如下的一个或几个： 此研磨液能满足 CMP制程的批量 稳定生产的要求。 该新研磨液包括如下优点： 理想的研磨速率， 少的或没有 下凹 （dishing), 少的或没有缺陷问题 （如刮伤）， 没有腐蚀问题， 合理的成 本。 本发明所揭示的研磨液可用于制造各种产品， 这些产品包括但不限于： 逻辑器件（如微处理器），存储器产品（如 DRAM、 SRAM, FLASH. EEPROM、 MRAM、 FeDRAM等）， MEMS, MOMS, LCOS, CIS等。 而且使用本发明 的研磨液可以获得一个高度平坦化和高反射率的表面。本发明的研磨液可应 用于成像器件和其它等器件制造过程中的镜面图案和互联的形成。
本发明的聚合物研磨液可快速精细研磨一表面而不产生缺陷。而且， 该 CMP研磨液不会污染被抛光的表面。 而且， 本发明的 CMP研磨液、 研磨系 统及方法可以大大改善被研磨基底表面的平坦度。
以上以及本发明的其它实施例的各方面和特征，将可从以下本发明所推 举的具体实施例及相对应的附图中得到更好的理解。 附图说明
通过以下实施例再结合下列附图可更全面地理解本发明。
图 1为一晶圆的研磨过程示意图；
图 2为一晶圆的研磨系统示意图。 发明内容
下面将参照附图， 对本发明的较佳实施例进行详细描述。在该实施例中 借助于化学机械研磨工具进行晶圆基底表面平坦化以及精细加工。为了说明 的方便，下列较佳实施例中所用到的编号与附图中先前编号相同的均指代同 一部分。
图 1为一个半导体制造过程示意图。在该制程中，先对半导体晶圆（100) 上的聚合物膜表面施以化学剪裁， 然后用聚合物化学机械研磨液 （200) 对 经化学剪裁过的表面进行化学机械研磨。 图 1的制程具体表述如下。
按照膜的硬度， 在集成电路制造中所用的聚合物可以分成两类， 软的聚 合物和硬的聚合物。 软的聚合物包括但不限于： 苯并环丁烯 （BCB)、 聚对 二甲苯、 氟化的聚酰亚胺等， 如果它们只是通过机械的方式进行研磨， 将可 获得较高的研磨速率。 硬的聚合物包括但不限于： 聚芳撑醚、 HSQ (含硅倍 半环氧乙烷)、 MSQ (甲基倍半硅氧垸） 等， 如果它们仅通过机械的方法进 行研磨， 则不容易被磨除。
在一具体的操作 （100) 中， 聚合物膜表面 （从表面上端开始向下不超 过 500A厚度） 通过多种方式如氧化、 催化、 热解等被进行化学剪裁， 以至 于在微观上聚合物膜表面变硬、 变脆和裂片， 从而使得该表面易于进行化学 机械研磨。
在另一实施例中， 机械作用连同化学作用一起使被抛光的表面产生微 裂， 并随后有化学物质扩散或渗透入表面以下。
化学剪裁使得聚合物表面在研磨垫的压力作用下不容易变形，从而使得 聚合物膜表面较高的地方被先磨掉或以较快于膜表面较低的地方的研磨速 率被磨掉， 最终导致好的平坦化效果。 若在表面活性剂的协助下， 还可以获 得更好的平坦化效果。聚合物的碎屑或残余可以通过表面活性剂而扩散入研 磨液的溶液中去， 并最终随着研磨液的流走而被运出研磨系统。对于软的聚 合物膜可以使用硬化剂或钝化剂以使聚合物表面更能经受住机械作用，零压 力或低压力的化学机械研磨将使聚合物膜表面的缺陷大大减少。
在化学机械研磨系统中，研磨颗粒在聚合物膜表面比机械研磨施以更大 的压力， 由于聚合物膜具有易延展性， 因此那种依赖于机械作用的研磨将导 致犁沟状或皱褶状的刮伤。 同时也可能在聚合物膜表面留下大的聚合物残 余。 为了避免上述问题， 可以采用三种研磨颗粒。
a、 氧化型的研磨颗粒 该类型的研磨颗粒具有氧化能力。当含有该类型研磨颗粒的研磨液在研 磨垫的压力和转速的作用下与聚合物膜表面相接触时，会使聚合物膜表面因 氧化作用而发生局部的硬度变化和解聚。接着，在化学与机械的共同作用下， 聚合物表面的膜被磨除。 这种氧化型的研磨颗粒可以为 Zr02、 A1203、 CaO、 Fe203、 MgO、 Si02、 Ce02等以及其它任何一种具有对聚合物有氧化能力的 颗粒， 包括表面经过改性或修饰的颗粒。
b、 含有催化剂的研磨颗粒
该类型的研磨颗粒含有可以加速对聚合物表面进行化学剪裁的催化剂 或特种酶。 例如， 颗粒中加入 Cu离子、 Mn离子或 Fe离子等可以作氧化聚 合物表面的催化剂。
c、 多种颗粒共存
该种类型的研磨液里包含有多种研磨颗粒。多种研磨颗粒共存于同一研 磨液中， 总的来说有两种作用： 一种作用是促进被研磨的聚合物膜表面发生 化学剪裁， 另一作用是防止研磨垫表面被化学剪裁。 这种聚合物膜表面的增 强化学剪裁可以通过例如将两个独立的研磨液分布器中的颗粒在研磨垫上 进行混合的方式来实现。 在研磨过程中， 当两种以上不同的颗粒相混合时， 它们将因彼此反应而释放出热（例如 Fe203、 A1及相应的催化剂）和 /或化学 成分如含有 -0-0-的化合物、 o2、 03等， 从而促进聚合物膜表面的化学剪裁。 另一方面， 为了防止研磨垫被化学剪裁， 需加入另一种对研磨液中其它颗粒 或组分呈惰性的颗粒 （或表面活性剂）。 增进化学剪裁的颗粒具有较易吸附 至聚合物膜表面上而不是研磨垫上的特性，而惰性颗粒的特性则正好与此相 反。 这种吸附的倾向可以通过添加表面活性剂或调节溶液的 pH值以及颗粒 的等电点得以实现。
在一实施例中，研磨液中的研磨颗粒的重量含量为 0.1%〜10%，以 0.5%〜 2%为佳。 研磨颗粒与被抛光的聚合物膜表面的等电点较佳地是不相同且不 相近。 通过调节溶液的 pH值， 因静电而吸附着研磨颗粒的聚合物表面膜易 于被磨除。
除了上述的研磨颗粒外， 聚合物研磨颗粒也可以用于研磨聚合物膜。 一般的酸和碱也被用来促进聚合物膜表面的化学剪裁。根据具体的聚合 物， 选择应用不同的 pH调节剂来获得酸性或碱性的溶液。 例如对于聚酰亚 胺， 以 pH值 11为佳。 可以选用的 pH调节剂是： HC1、 H2S04、 H3P04、 柠 檬酸、 NH4OH、 HN03、 NaOH、 KOH以及其它任何有机酸碱或无机酸碱。
还可以在研磨液中加入表面活性剂， 其作用有四： 第一、 用作研磨颗粒 分散剂； 第二、 用作软聚合物表面或研磨垫的钝化层， 以控制表面的机械反 应； 第三、 改变聚合物膜表面的带电状态； 第四、 改变聚合物膜的可湿性， 以消除研磨垫与聚合物膜之间的摩擦。 因此， 研磨期间的晶圆掉片问题可以 得到避免。该表面活性剂选自但不限于： 聚乙烯乙二醇， 聚氧乙烯醚，甘油， 聚丙二醇， 聚乙烯醇， 聚丙烯酸， 聚甲基丙烯酸， 丙烯酸与丙烯酯共聚物， 丙烯酸与羟丙基丙烯酸酯共聚物， 顺丁烯二酸与丙烯酸共聚物， 丙烯酸与羟 丙基丙烯酸酯三元共聚物， BOF， 经共聚作用改性的聚乙烯醇， 甲基丙烯酸 醇酯与链垸醇胺酯共聚物， 顺丁烯二酸与苯乙烯共聚物， 聚乙烯乙二醇单甲 基共聚物， 经羧酸改性的聚乙烯醇， 乙二醇与多胺共聚的衍生物， 特定的共 聚物分散剂，丙烯酸羟丙基酯与其它任何单体的共聚物，异丁烯，环氧丙烷， 2-羟乙基， 甲基丙烯酸酯， 顺丁烯二酸酐， 甲基丙烯酸丙酰胺， 甲基丙烯酰 胺苯乙烯， 乙烯吡啶酮， 1,2,3-苯并三唑， 茚， 苯并噻吩 （硫茚）， 吲哚， 异 口引哚， 3-氮茚, [2,3-d]-i 三唑， 1-吡唑， 1,2-苯并异恶唑， Π引唑， 异吲唑， 苯 并咪唑， 苯并异二唑， 1,2,3,7-四氮茚， 1-吡唑并 [b]吡嗪， 三唑并吡嗪， 嗯呢， 苯并呋喃， 嘌呤或它们的组合物。
研磨液中的氧化剂将促进聚合物膜表面的氧化或化学剪裁， 由此可获得 一个较高的研磨速率， 此外， 氧化作用有助于改变聚合物膜的电荷状态及润 湿情况。氧化剂可选自但不限于：含过氧键（-0-0-)的化合物， ¾o2、 s2o4 2- 或 S208 2-的盐、 KI03、 Fe(N03)2、 KMn04、 K 03、 HN03、 溴酸盐、 溴、 丁 二烯、 氯酸盐、 氯酸、 氯、 亚氯酸盐、 铬酸盐、 铬酸、 重铬酸盐、 氟、 卤素、 卤酸盐、 次氯酸盐、 一氧化二氮、 氧气、 二氟化物、 臭氧、 过酸类、 过硼酸 盐、过卤酸盐、过碳酸盐、高氯酸盐、高氯酸、过氧化氢合尿素、过氧化物、 过硫酸盐、 高锰酸钾、 溴化钠或硫酸等。
也可以加入其它的添加剂， 例如酶。 酶对聚合物的化学剪裁的促进作用 具有高度选择性， 因而在聚合物化学机械研磨液中加入酶可以防止对研磨垫 表面的损坏。
一实施例中聚合物化学机械研磨的制程参数如下：
研磨速率： 2000〜5000A/min
向下压力： 不小于 l psi
抛光桌面转速： 不小于 50 rpm
抛光头转速： 不小于 30 rpm
抛光垫的刮整： 现场 （in situ) 或非现场 （ex situ)
抛光垫： 聚亚安酯抛光垫。
该化学机械研磨系统可以有一固定的研磨液传送系统，或一计算机控制 的研磨液传送系统。计算机控制研磨液流速系统可以判定研磨液的最佳流速 和研磨液喷嘴与抛光头之间的最佳距离， 藉以得到 CMP法研磨速率的最大 值。研磨液流速系统可控制研磨液在抛光垫上分布的流速以及研磨液喷嘴与 抛光头的最佳距离， 藉以使抛光垫上研磨液的流动达到最佳状态。 为了保持 CMP过程中的工艺参数， 必须控制抛光垫与抛光头的旋转速度、 抛光头上 的压力与抛光头下晶片上的压力。在一实施例中， 调整系统采用一电流检测 仪以检测 CMP系统中驱动桌面从而带动抛光垫的电动机的电流。 此系统可 改变研磨液的流速与研磨液喷嘴的位置， 从而改变喷嘴与抛光头之间的距 离， 直到电流减少到最小值。
如图 2所示， 抛光一有聚合物膜的晶圆， 包括： 将被研磨表面置于一研 磨垫上（22); 向研磨垫上供应研磨液（24); 同时旋转晶圆和研磨垫， 并对 晶圆和研磨垫施加压力 （26); 随后除去晶片上的残留物。 化学机械研磨制 程包括： 将晶圆表面置于研磨垫下； 向研磨垫上供应研磨液； 分别以一定的 转速旋转晶圆和研磨垫， 同时， 对研磨垫和晶圆施加一定的压力。 在研磨的 过程之中或之后， 对研磨垫进行刮整以除去研磨的残留物。 另外， 通过适当 的溶液清洗被抛光的晶圆从而除去抛光的残留物。
下面举几个典型实施例来清楚理解本发明。
实施例 1
化学机械研磨液 1 : i.0wt%二氧化硅研磨颗粒， 5wt%H202， 0.05wt% Fe(N03)3, 0.5wt。/O 檬酸， 0.5^%顺丁烯二酸与苯乙烯共聚物， 其余为水。
实施例 2
化学机械研磨液 2: 5.0wt%二氧化硅研磨颗粒， lwt%高碘酸钾， 0.05wt% Fe(N03)3, 0.5^%乙二胺， 0.5wt%聚氧乙烯醚， 其余为水。
实施例 3
化学机械研磨液 3: 3.0wt%CeO2研磨颗粒， 0.05wt%Fe(NO3)3， 1.0wt% KOH， 0.1^%聚乙烯乙二醇， 其余为水。
实施例 4
化学机械研磨液 4: 0.1wt%CeO2研磨颗粒， 0.05wt%Fe(NO3)3， 1.0wt% KOH， 0.1^%聚乙烯乙二醇， 其余为水。
实施例 5
化学机械研磨液 5: 1.0wt%表面被聚四氟乙烯修饰了的 Ce02研磨颗粒， 0.05wt%Fe(NO3)3， 1.0wt%KOH, 0.1wt%聚氧乙烯醚， 其余为水。
实施例 6
化学机械研磨液 6: 1.0wt%表面被聚四氟乙烯修饰了的 Ce02研磨颗粒， 0.05wt%Fe(NO3)3, 1.0wt% KOH， 0.1wt%聚氧乙烯醚， 其余为水。
实施例 7
化学机械研磨液 7: 1.0 wt%掺杂了 Mn7+离子（Mn7+离子在研磨颗粒中 的含量为 20%)的 Ce02研磨颗粒， 1.0wt% KOH， 0.1wt°/。聚氧乙烯醚， 其余 为水。 化学机械研磨液 8: l.0wt%掺杂了 Mn7+离子（Mn7+离子在研磨颗粒中的 含量为 20%) 的 Ce02研磨颗粒， 1.0wt% KOH， 0.1wt%聚氧乙烯醚， 30wt°/o 乙醇， 其余为水。
实施例 9
化学机械研磨液 9: 1.0wt%掺杂了 Mn7+离子 （Mn7+离子在研磨颗粒中 的含量为 20%)的 Zr〇2研磨颗粒， 1.0wt% KOH, 0.1wt%聚氧乙烯醚， 30wt% 醋酸， 其余为水。
效果实施例 1
将上述化学机械研磨液 1〜9分别研磨晶圆， 研磨系统如图 2所示， 工 艺参数为： 下压力 l psi、 抛光盘的转速 100rpm、 抛光头转速 96 rpm、 研磨 液流速 200ml/min， 抛光垫： IC1010。
尽管本发明是通过以上实施例来说明的，但应当理解为本发明内容并不 局限于所提示的实施例。 相反， 本发明包括显然与本项工艺各种技术有关的 各种修改方案和类似调整。 因此应根据最广义解释本发明的丛属权利要求， 包括所有此类修改方案以及类似调整。

Claims (16)

  1. 权利要求
    1、 一种覆在晶圆基底上的聚合物膜表面的研磨方法， 包括： 化学剪裁 该聚合物膜表面； 在化学剪裁过的表面上进行化学机械研磨。
  2. 2、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 化学剪裁表面包括聚合物膜表面 的断键， 或在微观上使聚合物膜表面变硬、 变脆或裂片。
  3. 3、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 化学剪裁聚合物膜表面包括： 表 面的氧化、 催化或局部热解。
  4. 4、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 包括使用一聚合物化学机械研磨 液。
  5. 5、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液含有氧化型研 磨颗粒。
  6. 6、 如权利要求 5所述的方法， 其中， 该氧化型研磨颗粒包括至少下列 颗粒之一： Zr0<sub>2</sub>、 A1<sub>2</sub>0<sub>3</sub>、 CaO、 Fe<sub>2</sub>0<sub>3</sub>、 MgO、 Si0<sub>2</sub>、 Ce0<sub>2</sub>和任何被含有过 氧键 （-0-0-) 化合物或有机聚合物所覆盖的研磨颗粒， 以及处理过从而对 于聚合物具有氧化性的研磨颗粒。
  7. 7、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 化学裁剪聚合物膜表面包括微裂 该表面。
  8. 8、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液包括催化剂和 含催化剂的研磨颗粒。
  9. 9、 如权利要求 8所述的方法， 其中， 该含催化剂的研磨颗粒包括至少 下列之一： Fe离子、 Mn离子和 Cu离子。
  10. 10、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液包括多种研磨 颗粒。
  11. 11、 如权利要求 10所述的方法， 其中， 该研磨颗粒包括至少下列之一： Fe<sub>2</sub>0<sub>3</sub>、 Al、 和催化剂。 12、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液包括 pH调节 剂。
  12. 13、如权利要求 12所述的方法，其中，该 pH调节剂包括至少下列之一： HCK H<sub>2</sub>S0<sub>4</sub>、 H<sub>3</sub>P0<sub>4</sub>、 柠檬酸、 NHtOH HN0<sub>3</sub>、 NaOH、 KOH以及其它无 机酸碱和有机酸碱。
  13. 14、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液中包括表面活 性剂。
    15、 如权利要求 14所述的方法， 其中该表面活性剂包括至少下列之一： 聚乙烯乙二醇， 聚氧乙烯醚， 甘油， 聚丙二醇， 聚乙烯醇， 聚丙烯酸， 聚甲 基丙烯酸， 丙烯酸与丙烯酯共聚物， 丙烯酸与羟丙基丙烯酸酯共聚物， 顺丁 烯二酸与丙烯酸共聚物， 丙烯酸与羟丙基丙烯酸酯三元共聚物， BOF， 经共 聚作用改性的聚乙烯醇， 甲基丙烯酸醇酯与链烷醇胺酯共聚物， 顺丁烯二酸 与苯乙烯共聚物， 聚乙烯乙二醇单甲基共聚物， 经羧酸改性的聚乙烯醇， 乙 二醇与多胺共聚的衍生物， 特定的共聚物分散剂， 丙烯酸羟丙基酯与其它任 何单体的共聚物， 异丁烯， 环氧丙烷， 2-羟乙基， 甲基丙烯酸酯， 顺丁烯二 酸酐， 甲基丙烯酸丙酰胺， 甲基丙烯酰胺苯乙烯， 乙烯吡啶酮， 1,2，3-苯并 三唑， 茚， 苯并噻吩， 吲哚， 异吲哚， 3-氮茚， [2，3-(1]-υ-三唑， 1-吡唑， 1,2- 苯并异恶唑， 吲唑， 异吲唑， 苯并咪唑， 苯并异二唑， 1,2，3，7-四氮茚， 1-吡 唑并 [b]吡嗪， 三唑并吡嗪， 嗯呢， 苯并呋喃和嘌呤。
  14. 16、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液包括氧化剂。
  15. 17、 如权利要求 16所述的方法， 其中， 该氧化剂包括至少下列之一： 含过氧键 -0-0-的化合物、 H<sub>2</sub>0<sub>2</sub>、 S<sub>2</sub>0<sub>4</sub><sup>2</sup>-或 S<sub>2</sub>0<sub>8</sub><sup>2</sup>-的盐、 KI0<sub>3</sub>、Fe(N0<sub>3</sub>)<sub>2</sub>、KMn0<sub>4</sub>、 KN0<sub>3</sub>、 HN0<sub>3</sub>、 溴酸盐、 溴、 丁二烯、 氯酸盐、 氯酸、 氯、 亚氯酸盐、 铬酸 盐、 铬酸、 重铬酸盐、 氟、 卤素、 卤酸盐、 次氯酸盐、 一氧化二氮、 氧气、 二氟化物、 臭氧、 过酸类、 过硼酸盐、 过卤酸盐、 过碳酸盐、 高氯酸盐、 高 氯酸、 过氧化氢合尿素、 过氧化物、 过硫酸盐、 高锰酸钾、 溴化钠和硫酸。 18、 如权利要求 4所述的方法， 其中， 该化学机械研磨液包括酶。
  16. 19、 如权利要求 1所述的方法， 其中， 该 CMP制程的参数为： 研磨速率： 2000〜5000A/min
    向下压力： 不小于 lpsi
    抛光桌面转速： 不小于 50rpm
    抛光头转速： 不小于 30rpm
    抛光垫的刮整： 现场或非现场
    抛光垫： 聚亚安酯抛光垫。
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