CN108621033B - 研磨垫的研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种研磨垫的研磨方法，其利用一研磨盘对所述研磨垫进行研磨，在面对所述研磨垫一侧的表面上镶嵌有研磨晶体，所述研磨方法包括：向所述研磨垫供给研磨浆和保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨。即，在研磨过程中，所述保护液可附着在所述研磨晶体的表面上以形成一保护膜，从而可有效保护研磨盘上的研磨晶体，缓减研磨盘的损耗，以延长研磨盘的使用寿命。并且，通过所述保护液所形成的保护膜还可减小研磨晶体发生破损及产生脱落的风险，进而可避免对产品造成刮伤。

Description

研磨垫的研磨方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种研磨垫的研磨方法。
背景技术
在半导体的制造工艺中，随着器件尺寸的不断缩减，对于晶圆的表面平整度要求也更为严苛。目前，晶圆的表面平坦化通常是依赖于化学机械研磨工艺完成的，化学机械研磨设备通常包括一研磨头、一研磨垫和一研磨盘。其中，所述研磨头用于夹持晶圆并对晶圆以面向所述研磨垫的方向施加一定的压力；所述研磨垫用于对晶圆进行研磨；所述研磨盘可用于对研磨垫进行预研磨，还用于对研磨垫的表面进行整理修复。即，针对新的研磨垫而言，通常是对其进行预研磨；以及，针对使用过程中的研磨垫而沿，在研磨垫完成对晶圆的研磨后，所述研磨垫上都会残留有颗粒堆积，这些颗粒堆积来源于研磨浆中的研磨颗粒，以及来自晶圆上被研磨去除的膜层，因此为确保研磨垫的研磨性能和使用寿命，必须对其进行整理修复，以去除所述颗粒堆积物，改善研磨垫的表面状况。
其中，研磨盘在与研磨垫接触的表面上镶嵌有研磨晶体，在采用研磨盘对研磨垫进行研磨的过程为：向研磨垫供给研磨浆，并利用研磨盘对研磨垫进行研磨。而为确保其研磨效果，需研磨较长的时间。以对一新的研磨垫进行预研磨为例，其研磨时间通常为900s。
然而，在利用所述研磨盘对研磨垫进行预研磨或整理修复时，常常会发生研磨晶体脱落或损坏的现象，一方面，脱落的研磨晶体或研磨晶体的碎屑会刮伤研磨垫表面，影响研磨垫的研磨性能，使研磨盘的使用寿命大大缩减；另一方面，脱落的研磨晶体或研磨晶体的碎屑会刮伤晶圆表面，从而在晶圆表面产生大量的刮伤缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种研磨垫的研磨方法，以解决现有的研磨方法中，极易使研磨盘上的研磨晶体破损或脱落的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种研磨垫的研磨方法，其利用一研磨盘对所述研磨垫进行研磨，所述研磨盘在面对所述研磨垫一侧的表面上镶嵌有研磨晶体，所述研磨方法包括：向所述研磨垫供给研磨浆和保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨，所述保护液附着在所述研磨晶体的表面上以形成一保护膜。
可选的，所述保护液包括有机保护液。
可选的，所述保护液包括苯三唑或其衍生物。
可选的，所述缓蚀剂包括苯三唑、甲基苯三唑或羟乙基苯三唑。
可选的，所述研磨浆和所述保护液在不同的时刻中供给。
可选的，所述研磨方法包括：在第一时刻，向所述研磨垫供给研磨浆，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨；在第二时刻，向所述研磨垫供给包含三唑甲基苯的保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨。
可选的，在完成第二时刻的研磨过程后还包括：第三时刻，向所述研磨垫供给水，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨；第四时刻，向所述研磨垫供给保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨。
可选的，研磨方法还包括，向所述研磨垫供给水，并利用研磨盘对研磨垫进行研磨。
可选的，在利用研磨盘对研磨垫进行研磨的过程中，所述研磨盘对所述研磨垫施加一预定压力。
可选的，向所述研磨垫供给研磨浆的研磨过程中的预定压力大于向所述研磨垫供给保护液的研磨过程中的预定压力。
可选的，所述研磨浆包含二氧化硅颗粒。
可选的，所述研磨晶体为金刚石。
可选的，所述研磨垫安装于一研磨台上，所述研磨盘通过一支架安装于所述研磨台上。
可选的，在研磨的过程中，所述研磨台带动所述研磨垫发生旋转。
可选的，在研磨的过程中，所述研磨盘发生旋转。
可选的，在研磨的过程中，所述支架带动所述研磨盘沿一弧形方向移动。
在本发明提供的研磨垫的研磨方法中，将可形成保护膜的保护液应用于对研磨垫的研磨过程中，由于所述保护液可附着在研磨盘上的研磨晶体的表面上，从而可对研磨盘上的研磨晶体进行保护，缓减研磨晶体发生破损或脱落的风险，进而可确保研磨盘的剪切速率，有效延长了研磨盘的使用寿命。并且，研磨晶体发生破损以及脱落的现象得以缓解，从而可减少研磨晶体的碎屑和脱落的研磨晶体的产生，进一步可避免对研磨产品造成刮伤的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例中的研磨垫的研磨方法的流程示意图；
图2为研磨盘对研磨垫进行研磨时的结构示意图。
具体实施方式
如背景技术所述，在采用研磨盘对研磨垫进行预研磨或整理修复的过程中，由于研磨盘上的研磨晶体常常会因为应力等关系而发生破损或从研磨盘上脱落，进而会直接对研磨盘的剪切速率(cut rate)造成影响，使所述研磨盘的使用寿命大大缩减。并且，研磨晶体的碎屑和脱落的研磨晶体也会对待研磨的产品造成刮伤等缺陷。
为此，本发明提供了一种研磨盘对研磨垫的研磨方法，其利用一研磨盘对所述研磨垫进行研磨，所述研磨盘在面对所述研磨垫一侧的表面上镶嵌有研磨晶体，所述研磨方法包括：向所述研磨垫供给研磨浆和保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨，所述保护液附着在所述研磨晶体的表面上以形成一保护液。
本发明所提供的研磨方法中，通过供给研磨浆，使研磨盘能够对研磨垫进行预研磨或整理修复；并且，还包括向所述研磨垫供给保护液，从而在采用研磨盘对研磨垫进行研磨时，所述保护液可附着于所述研磨盘上的研磨晶体的表面，以在所述研磨晶体的表面上形成一保护膜或者隔离膜。如此一来，在研磨过程中，通过所述保护液可有效保护研磨晶体，一方面可缓解研磨晶体发生损坏，避免产生研磨晶体的碎屑；另一方面可减小研磨晶体发生脱落的风险。
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的研磨垫的研磨方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
图1为本发明一实施例中的研磨垫的研磨方法的流程示意图，图2为研磨盘对研磨垫进行研磨时的结构示意图。以下结合图1和图2所示，详细描述本实施例中的研磨垫的研磨过程，本实施例中，所述研磨浆和所述保护液在不同的研磨步骤中供给。
首先，执行步骤S10，向所述研磨垫20供给研磨浆，并利用所述研磨盘10对所述研磨垫20进行研磨。
其中，所述研磨垫20可安装于一研磨台(图中未示出)上，在研磨过程中，所述研磨台可带动所述研磨垫20发生旋转(如图2中箭头方向所示)，使研磨垫20和研磨盘10的表面之间产生相对运动，以实现研磨过程。此外，所述研磨盘10可通过一支架10a安装于所述研磨台上，在研磨过程中，所述研磨盘10也可绕其中心发生旋转，以进一步提高研磨盘10对研磨垫20的研磨效率。具体的，在该步骤中，所述研磨垫20和所述研磨盘10均为高速旋转，例如，所述研磨垫20的旋转速度为90rpm-110rpm；所述研磨盘10的旋转速度为70rpm-90rpm。优选的，所述研磨盘10除了环绕其本体的中心旋转之外，还可整体沿不同方向移动，以确保能够对整个研磨垫的表面进行研磨，例如，所述研磨盘10整体可在支架10a的带动下做弧形运动。
在研磨盘10对研磨垫20进行研磨的过程中，所述研磨盘10对所述研磨垫20施加一预定压力，在实际应用过程中，可根据具体需求(例如，根据不同的研磨浆等)施加不同大小的压力。通过调节研磨盘10对研磨垫20所施加的压力，可进一步调整研磨速率，以达到预期的研磨效果。本实施例的步骤S10中，所述研磨盘10对研磨垫20所施加的压力范围可以为5psi-7psi。
继续参考图2所示，所述研磨浆可通过一供给手臂30提供，其中所述研磨浆中具有研磨颗粒，通过所述研磨颗粒实现对研磨垫20的表面进行预研磨或整理修复的目的，所述研磨颗粒例如可以为二氧化硅颗粒。具体的，所述研磨浆的供给流量优选为140ml/min-160ml/min。优选的方案中，所述供给手臂30在供给研磨浆的过程中，同时还可供给纯水，从而在研磨过程中，可利用纯水及时的去除研磨垫上研磨碎屑。
在步骤S10中，针对研磨垫20的实际表面状况以及其使用状况，调整该步骤的研磨时间。例如，在对一新的研磨垫进行预研磨时，其研磨时间优选为400s-600s。
接着，执行步骤S20，向所述研磨垫20供给保护液，并利用所述研磨盘10对所述研磨垫20进行研磨。其中，所述保护液可以为苯三唑或其衍生物，具体的，所述保护液可以为苯三唑(BTA)，其化学式为C6H5N3；或者使甲基苯三唑，其化学式为C7H7N3；又或者是羟乙基苯三唑，其化学式为C6H5N3等。在利用研磨浆完成研磨盘10对研磨垫20的研磨过程后，再通过供给手臂30供给包含三唑甲基苯的保护液，以继续对研磨垫20进行研磨。在此过程中，所述保护液可附着在研磨盘10的研磨晶体的表面上，以对研磨晶体进行保护，因此通过步骤S20的研磨过程，可有效提高所述研磨晶体的抗破坏能力，进而可减小其发生破损的风险，并且还能够有效缓解研磨晶体发生脱落的现象，进而可避免研磨晶体的碎屑或脱落的研磨晶体对研磨产品造成刮伤。具体的，所述包含三唑甲基苯的保护液的流量优选为110ml/min～130ml/min。
与步骤S10相比，步骤S20中，所述研磨盘10和所述研磨垫20可采用较小的旋转速度，确保所述保护液可均匀的附着在所述研磨晶体的表面上。本实施例的步骤S20中，所述研磨垫20和所述研磨盘10的旋转速度可均为50rpm-70rpm。
进一步的，在步骤S20中研磨盘10对研磨垫20所施加的压力小于步骤S10中所述研磨盘10对研磨垫20所施加的压力。具体的，在步骤S20中，所述研磨盘10对所述研磨垫20所施加的压力为1.95psi～2.05psi。
在步骤S20中，可针对研磨垫20和研磨盘10的实际状况，调整该步骤的研磨时间。例如，在对一新的研磨垫进行预研磨时，其研磨时间优选为40s-60s。
接着，执行步骤S30，向所述研磨垫20供给水，并利用所述研磨盘10对所述研磨垫20进行研磨。即，可通过纯水对研磨垫20进行清洗，以去除研磨垫20上残留的研磨浆以及研磨残留物。具体的，该步骤的研磨时间可以为70s-90s。
接着，执行步骤S40，向所述研磨垫20供给包含三唑甲基苯的保护液，并利用所述研磨盘10对所述研磨垫20进行研磨。
与步骤S20类似的，步骤S40中，研磨盘10和研磨垫20均可在一较小的旋转速度下旋转，其旋转速度可与步骤20中的旋转速度一致，即所述研磨垫20和所述研磨盘10的旋转速度可均为50-70rpm。以及，所述研磨盘10对研磨垫20所施加的压力也可以为1.95～2.05psi。此外，在该步骤中，所述保护液的供给流量可大于步骤S20中的保护液的供给流量，本实施例的步骤S40中，所述保护液的供给流量优选为140ml/min-160ml/min。
当针对一新的研磨垫进行预研磨时，步骤S40的研磨时间可设置为90-110s。
本实施例中，不仅采用了研磨浆，还利用具有三唑甲基苯的保护液，以实现研磨垫的研磨过程中。其中，通过所述保护液可对研磨盘上的研磨晶体进行保护，缓减研磨晶体发生破损或脱落的风险，进而可确保研磨盘的剪切速率，提高其使用寿命。并且，将研磨浆和包含三唑甲基苯的保护液相结合以应用于研磨垫的研磨过程中，还可有效提高其研磨速率，从而可在更短的时间内完成研磨过程中。例如，在针对新的研磨垫进行预研磨时，传统的方法中，其研磨时间通常为900s，而本实施例中，其研磨时间仅需600-800s。
此外，在另一可选的方案中，可省略以上所述的步骤S20，即，在执行步骤S10后，接着依次执行步骤S30和S40。这种方式仍然可以达到较好的研磨效果。
在这一可选的方案中，步骤S10和步骤S30可采用与上述实施例类似的参数，此处不做赘述。优选的，在步骤S40中，可通过对包含三唑甲基苯的保护液的流量以及步骤S40的研磨时间进行调节，以保证其研磨效果。具体的，与上述实施例的技术方案相比，在本方案的步骤S40中，可提高所述保护液的供给流量，例如为190ml/min-210ml/min；以及，可适当延长步骤S40的研磨时间，例如研磨时间延长至110-130s。
综上所述，本发明所提供的研磨方法中，将包含三唑甲基苯的保护液应用于对研磨垫的研磨过程中，从而可有效保护研磨盘上的研磨晶体，缓减研磨盘的损耗，以延长研磨盘的使用寿命。并且，由于可减小研磨晶体发生破损及产生脱落的风险，进而可避免对产品造成刮伤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (15)

1.一种研磨垫的研磨方法，所述研磨方法利用一研磨盘对所述研磨垫进行研磨，所述研磨盘在面对所述研磨垫一侧的表面上镶嵌有研磨晶体，其特征在于，所述研磨方法包括：向所述研磨垫供给研磨浆和保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨，所述保护液附着在所述研磨晶体的表面上以形成一保护膜，其中所述研磨浆和所述保护液在不同的时刻中供给。
2.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述保护液包括有机保护液。
3.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述保护液包括苯三唑或其衍生物。
4.如权利要求3所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述有机缓蚀剂包括苯三唑、甲基苯三唑或羟乙基苯三唑。
5.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述研磨方法包括：在第一时刻，向所述研磨垫供给研磨浆，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨；在第二时刻，向所述研磨垫供给保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨。
6.如权利要求5所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，在完成第二时刻的研磨过程后还包括：第三时刻，向所述研磨垫供给水，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨；第四时刻，向所述研磨垫供给保护液，并利用所述研磨盘对所述研磨垫进行研磨。
7.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，研磨方法还包括，向所述研磨垫供给水，并利用所述研磨盘对研磨垫进行研磨。
8.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，在利用研磨盘对研磨垫进行研磨的过程中，所述研磨盘对所述研磨垫施加一预定压力。
9.如权利要求8所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，向所述研磨垫供给研磨浆的研磨过程中的预定压力大于向所述研磨垫供给保护液的研磨过程中的预定压力。
10.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述研磨浆包含二氧化硅颗粒。
11.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述研磨晶体为金刚石。
12.如权利要求1所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，所述研磨垫安装于一研磨台上，所述研磨盘通过一支架安装于所述研磨台上。
13.如权利要求12所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，在研磨的过程中，所述研磨台带动所述研磨垫发生旋转。
14.如权利要求12所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，在研磨的过程中，所述研磨盘发生旋转。
15.如权利要求12所述的研磨垫的研磨方法，其特征在于，在研磨的过程中，所述支架带动所述研磨盘沿一弧形方向移动。
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