CN114248195A - 一种研磨方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种研磨方法，包括：在研磨垫上预流研磨液；在研磨垫上预流研磨液之后，采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨；采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨之后，将晶圆放置在研磨垫上；采用研磨头对晶圆进行主研磨。所述研磨方法减小了晶圆表面的损伤，提高了晶圆表面的质量。

Description

一种研磨方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种研磨方法。
背景技术
在半导体产品制造过程中，晶圆是当前集成电路的基础半成品，晶圆加工处理的好坏直接影响半导体成品的质量。在晶圆的加工过程中，需要对晶圆表面进行研磨，从而去除晶圆表面的残留等。
化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工艺为一种重要的表面平坦化技术。化学机械研磨工艺综合了化学研磨和机械研磨的优势，可以保证晶圆表面残留的去除效率，同时获得较完美的晶圆表面，且晶圆表面平整度较高，然而在实际研磨后会产生各种副产物，这些副产物会长期积累在研磨垫进，在之后的研磨过程中会对晶圆表面造成损伤，降低晶圆表面的质量。
因此，现有技术中的研磨方法有待改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的研磨方法会对晶圆表面造成损伤，降低晶圆表面的质量的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种研磨方法，包括：在研磨垫上预流研磨液；在研磨垫上预流研磨液之后，采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨；采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨之后，将晶圆放置在研磨垫上；采用研磨头对晶圆进行主研磨。
可选的，在研磨垫上预流研磨液的过程中，采用供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液。
可选的，在研磨垫上预流研磨液的过程中，所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的时间为3秒－5秒；所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的流速为120毫升/分钟－150毫升/分钟。
可选的，在所述预研磨的过程中，所述研磨垫整理器对所述研磨垫的压力为5psi－5.5psi，研磨液的流速为190毫升/分钟－210毫升/分钟，预研磨时间为4秒－6秒。
可选的，采用研磨头对晶圆进行主研磨的时间为40秒－45秒，在所述主研磨的过程中，研磨液的流速为190毫升/分钟－210毫升/分钟。
可选的，采用研磨头对晶圆进行主研磨之后，还包括：对所述晶圆与所述研磨垫进行第一喷液清洗处理。
可选的，所述第一喷液清洗处理的时间为8秒－10秒，所述第一喷液清洗处理采用的清洗液的流速为5.5升/分钟－6升/分钟。
可选的，所述第一喷液清洗处理采用的清洗液包括水。
可选的，对所述晶圆与所述研磨垫进行第一喷液清洗处理之后还包括：将所述晶圆从研磨垫上移走；将所述晶圆从研磨垫上移走之后，对所述研磨垫进行第二喷液清洗处理。
可选的，所述第二喷液清洗处理的时间为5秒－8秒，第二喷液清洗处理采用的清洗液的流速为5升/分钟－6升/分钟。
可选的，所述第二喷液清洗处理采用的清洗液包括水。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明技术方案提供的研磨方法，在采用研磨头对晶圆进行主研磨之前，采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨，所述预研磨便于去除上一次研磨的副产物，使在主研磨过程中不会有副产物会对晶圆的表面造成损伤，同时在所述研磨垫调整器的作用下，研磨液可以更均匀的分布于研磨垫表面，为晶圆在进行主研磨时提供更好的研磨环境，因此，所述研磨方法减小了晶圆表面的损伤，提高了晶圆表面的质量。
进一步的，将所述晶圆从研磨垫上移走之后，对所述研磨垫进行第二喷液清洗处理，所述第二喷液清洗处理可以加强对研磨垫的清洗，更好地去除研磨后产生的副产物，进而延长研磨垫和研磨头的使用寿命，同时为下一次研磨晶圆提供洁净的环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的研磨方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
本发明提供一种研磨方法，参考图1，包括以下步骤：
步骤S1：在研磨垫上预流研磨液；
步骤S2：在研磨垫上预流研磨液之后，采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨；
步骤S3：采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨之后，将晶圆放置在研磨垫上；
步骤S4：采用研磨头对晶圆进行主研磨。
本发明技术方案提供的研磨方法，在采用研磨头对晶圆进行主研磨之前，采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨，所述预研磨便于去除上一次研磨的副产物，使在主研磨过程中不会有副产物会对晶圆的表面造成损伤，同时在所述研磨垫调整器的作用下，研磨液可以更均匀的分布于研磨垫表面，为晶圆在进行主研磨时提供更好的研磨环境，因此，所述研磨方法减小了晶圆表面的损伤，提高了晶圆表面的质量。
在步骤S1中，具体的，在研磨垫上预流研磨液的过程中，采用供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液。
在一个实施例中，在研磨垫上预流研磨液的过程中，供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的时间为3秒－5秒，例如4秒；若供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的时间小于3秒，则在预研磨前，研磨垫上的研磨液过少，研磨液难以充分分布在所述研磨垫上，难以使晶圆在进行主研磨时具有更好的研磨环境；若供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的时间大于5秒，则会导致研磨垫上的研磨液过多，造成研磨液浪费。
在一个实施例中，在研磨垫上预流研磨液的过程中，所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的流速为120毫升/分钟－150毫升/分钟，例如130毫升/分钟；若所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的流速小于120毫升/分钟，则在预研磨前，研磨垫上的研磨液过少，研磨液难以充分分布在所述研磨垫上，难以使晶圆在进行主研磨时具有更好的研磨环境；若所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的流速大于120毫升/分钟，则会导致研磨垫上的研磨液过多，造成研磨液浪费。
本实施例中，所述研磨液包括化学研磨液；所述化学研磨液包括双氧水、研磨颗粒。
本实施例中，所述研磨液采用化学研磨液目的在于利用研磨过程中的化学与机械的双重作用，将所述晶圆表面的杂质去除，使得经过研磨后的晶圆能够符合使用的要求。
在步骤S2中，具体的，在所述预研磨的过程中，所述研磨垫整理器对所述研磨垫的压力为5psi－5.5psi，例如5.4psi；若所述研磨垫整理器对所述研磨垫的压力小于5psi，则会使所述研磨液难以充分均匀分布在所述研磨垫上，若所述研磨垫整理器对所述研磨垫的压力大于5.5psi，则对所述研磨垫产生的摩擦力太大，会降低研磨垫的使用寿命。
在步骤S2中，具体的，研磨液的流速为190毫升/分钟－210毫升/分钟，例如200毫升/分钟；若研磨液的流速小于190毫升/分钟，则所述研磨液的流速太小，使得在预研磨过程中难以充分去除研磨垫表面上的副产物；若研磨液的流速大于210毫升/分钟，则所述研磨液的流速太大，会使研磨液使用不充分，造成研磨液浪费。
在步骤S2中，具体的，预研磨时间为4秒－6秒，例如5秒；若预研磨时间小于4秒，则预研磨时间过短，会导致去除上一次研磨的副产物不够充分，也不利于研磨液均匀地分布于研磨垫表面；若预研磨时间大于6秒，则预研磨时间过长，会导致研磨液浪费，也不利于提高研磨效率。
在步骤S4中，具体的，采用研磨头对晶圆进行主研磨的时间为40秒－45秒，例如42秒；若研磨头对晶圆进行主研磨的时间小于40秒，则研磨头对晶圆进行主研磨的时间过短，使得在主研磨过程中不能充分去除晶圆表面上的颗粒缺陷；若研磨头对晶圆进行主研磨的时间大于45秒，则研磨头对晶圆进行主研磨的时间过长，容易造成过度研磨，不利于提高研磨效率。
在步骤S4中，具体的，在所述主研磨的过程中，研磨液的流速为190毫升/分钟－210毫升/分钟，例如200毫升/分钟；若研磨液的流速小于190毫升/分钟，则所述研磨液的流速太小，在所述研磨垫上没有足够的研磨液，使得在主研磨过程中不能充分去除晶圆表面上的颗粒缺陷；若研磨液的流速大于210毫升/分钟，则所述研磨液的流速太大，研磨液使用不充分，造成研磨液浪费。
在一个实施例中，采用研磨头对晶圆进行主研磨之后，还包括：对所述晶圆与所述研磨垫进行第一喷液清洗处理。
在一个实施例中，所述第一喷液清洗处理的时间为8秒－10秒，例如9秒；当所述第一喷液清洗处理的时间小于8秒时，对所述晶圆与所述研磨垫清洗的时间太短，不能够充分将主研磨后所述晶圆与所述研磨垫上的副产物去除；当所述第一喷液清洗处理的时间大于10秒，这样清洗的时间过长会导致生产效率降低。
在一个实施例中，所述第一喷液清洗处理采用的清洗液的流速为5.5升/分钟－6升/分钟，例如5.8升/分钟；若所述清洗液的流速小于5.5升/分钟，此时所述清洗液的流速太小，不足以将主研磨后所述晶圆与所述研磨垫上的副产物去除；当所述清洗液的流速大于6升/分钟，此时所述清洗液的流速太大，对所述研磨垫的冲击力太大，降低研磨垫的使用寿命。
在一个实施例中，所述第一喷液清洗处理采用的清洗液包括水。
在另一个实施例中，对所述晶圆与所述研磨垫进行第一喷液清洗处理之后还包括：将所述晶圆从研磨垫上移走；将所述晶圆从研磨垫上移走之后，对所述研磨垫进行第二喷液清洗处理。
所述第二喷液清洗处理可以加强对研磨垫的清洗，更好地去除研磨后在研磨垫上产生的副产物，进而延长研磨垫和研磨头的使用寿命，同时为下一次研磨晶圆提供洁净的环境。
在一个实施例中，所述第二喷液清洗处理的时间为5秒－8秒，例如7秒；当所述第二喷液清洗处理的时间小于5秒时，这样由于清洗的时间太短，不能充分将所述研磨垫上的副产物完全去除；当所述第二喷液清洗处理的时间大于8秒，这样清洗的时间太长，导致研磨效率降低。
在一个实施例中，所述第二喷液清洗处理采用的清洗液的流速为5升/分钟－6升/分钟，例如5.5升/分钟；若所述清洗液的流速小于5升/分钟，此时所述清洗液的流速太小，不足以将所述研磨垫上的副产物去除；当所述清洗液的流速大于6升/分钟，此时所述清洗液的流速太大，对所述研磨垫的冲击力太大，降低研磨垫的使用寿命。
在一个实施例中，所述第二喷液清洗处理采用的清洗液包括水。
本实施例中，将所述晶圆从研磨垫上移走之后，对所述研磨垫进行第二喷液清洗处理的目的在于使得研磨后的晶圆表面与所述研磨垫的表面之间隔离开，这样进行第二喷液清洗处理所述研磨垫时不会损伤到研磨后的晶圆表面。
需要说明的是，本发明提供的研磨方法，适用于任意研磨平台并适用于各种工艺要求，包括对晶圆各个膜层的研磨，比如铜(CU)，氧化物(Oxide)，钨(Tungsten)，浅沟槽隔离(STI)，氧化硅抛光(Poly)等。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种研磨方法，其特征在于，包括：
在研磨垫上预流研磨液；
在研磨垫上预流研磨液之后，采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨；
采用研磨垫整理器对研磨垫进行预研磨之后，将晶圆放置在研磨垫上；
采用研磨头对晶圆进行主研磨。
2.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在研磨垫上预流研磨液的过程中，采用供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液；
优选的，在研磨垫上预流研磨液的过程中，所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的时间为3秒－5秒；所述供液单元在所述研磨垫的上方输送研磨液的流速为120毫升/分钟－150毫升/分钟。
3.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，在所述预研磨的过程中，所述研磨垫整理器对所述研磨垫的压力为5psi－5.5psi，研磨液的流速为190毫升/分钟－210毫升/分钟，预研磨时间为4秒－6秒。
4.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，采用研磨头对晶圆进行主研磨的时间为40秒－45秒，在所述主研磨的过程中，研磨液的流速为190毫升/分钟－210毫升/分钟。
5.根据权利要求1所述的研磨方法，其特征在于，采用研磨头对晶圆进行主研磨之后，还包括：对所述晶圆与所述研磨垫进行第一喷液清洗处理。
6.根据权利要求5所述的研磨方法，其特征在于，所述第一喷液清洗处理的时间为8秒－10秒，所述第一喷液清洗处理采用的清洗液的流速为5.5升/分钟－6升/分钟；
优选的，所述第一喷液清洗处理采用的清洗液包括水。
7.根据权利要求5所述的研磨方法，其特征在于，对所述晶圆与所述研磨垫进行第一喷液清洗处理之后还包括：将所述晶圆从研磨垫上移走；将所述晶圆从研磨垫上移走之后，对所述研磨垫进行第二喷液清洗处理。
8.根据权利要求7所述的研磨方法，其特征在于，所述第二喷液清洗处理的时间为5秒－8秒，第二喷液清洗处理采用的清洗液的流速为5升/分钟－6升/分钟；
优选的，所述第二喷液清洗处理采用的清洗液包括水。
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