一种化学机械研磨方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，特别是涉及一种化学机械研磨方法。
【背景技术】
[0002]随着超大规模集成电路(Ultra Large Scale Integrat1n, ULSI)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，器件的特征尺寸(Feature Size)不断变小，芯片单位面积的元件数量不断增加，平面布线已难满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术，利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。但多层布线技术的应用会造成硅片表面起伏不平，对图形制作极其不利。为此，需要对不平坦的晶片表面进行平坦化(Planarizat1n)处理。目前，化学机械研磨法(ChemicalMechanical Polishing, CMP)是达成全局平坦化的最佳方法,尤其在半导体制作工艺进入亚微米(sub micron)领域后，化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。
[0003]化学机械研磨法(CMP)是通过化学反应和机械研磨相结合的方式将半导体结构表面的材料层去除的一种平坦化方法。请参见图1，图1是一种现有的化学机械研磨装置。该装置包括:表面贴有研磨垫10的研磨平台102、吸附晶圆121的研磨头12、研磨液分布于所述研磨垫10表面的凹槽101中。研磨时，先将待研磨的晶圆121吸附在研磨头12上，通过在研磨头上施加压力，使晶圆紧压到研磨垫上，将晶圆位于研磨垫上表面进行研磨；然后，表面贴有研磨垫的研磨平台102在电机的带动下旋转，研磨头12也进行同向转动，实现机械研磨；与此同时，修整器11在所述研磨垫表面来回摆动，用于将所述研磨垫表面的研磨液涂抹均匀；在研磨过程中，由于研磨液的作用，待研磨晶圆和研磨垫之间形成一层液体薄膜，该薄膜与待研磨晶圆的表面发生化学反应，生成研磨过程中的副产物13 ;在修整器来回摆动的过程中，及其容易使研磨产生的副产物聚集在研磨垫及沟槽内，可能造成晶圆的划伤。
[0004]因此，上述化学机械研磨方法极有可能造成晶圆报废，使得产品的良率下降。因此，有必要提出一种新的化学机械研磨方法来避免上述情况的发生。
【发明内容】
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种化学机械研磨方法，用于解决现有技术的研磨过程中，修整器在将研磨液涂抹不均匀的同时，将晶圆表面与研磨液反应生成的副产物聚集在研磨垫及沟槽将晶圆划伤的问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种化学机械研磨方法，其特征在于，该方法提供一研磨头和吸附于所述研磨头下表面的晶圆，用于实现晶圆研磨；该方法还包括以下步骤:
[0007](1)晶圆研磨前或开始后，提供一研磨垫和与所述研磨垫接触的一修整器；
[0008](2)将所述修整器置于所述研磨垫的边缘区域，对该修整器施加指向所述研磨垫表面的压力，并使该修整器逐渐向所述研磨垫中央区域移动，使研磨液均匀分布于该研磨垫上表面；当所述修整器到达所述研磨垫的中央区域时，抬升所述修整器使其脱离所述研磨垫表面；
[0009](3)重复步骤(2)直至所述研磨液均匀分布于所述研磨垫的上表面为止；
[0010](4)晶圆研磨结束后，将所述修整器置于所述研磨垫上表面的中央区域，使该修整器逐渐向所述研磨垫边缘区域移动，同时将晶圆研磨过程中的研磨副产物推向所述研磨垫的边缘区域；当所述修整器到达所述研磨垫的边缘区域时，将所述修整器抬升，使其脱离所述研磨垫的上表面；
[0011](5)重复步骤(4)，直至所述研磨垫上的研磨副产物完全被推向所述研磨垫之外为止。
[0012]优选地，所述晶圆研磨包括将吸附在所述研磨头下表面的晶圆置于所述研磨垫上表面进行研磨，直至研磨结束为止。
[0013]优选地，所述研磨垫具有凹槽；所述修整器与所述研磨垫接触的表面设有若干金刚石颗粒。
[0014]优选地，所述修整器从研磨垫的中央区域移动至该研磨垫边缘区域的过程中，对所述修整器施加指向所述研磨垫表面的压力。
[0015]优选地，提供一支撑臂；所述修整器由位于其上方的所述支撑臂悬挂；所述修整器在所述研磨垫上表面来回移动的过程中，所述支撑臂随所述修整器来回移动。
[0016]优选地，所述研磨垫的形状为圆形；所述修整器的形状为圆形；所述研磨垫放置于一研磨平台上；所述研磨垫在研磨过程中发生旋转。
[0017]优选地，所述研磨液由氧化剂和研磨粒子组成。
[0018]优选地，所述研磨垫由多孔的、有弹性的聚合物材料制作而成。
[0019]如上所述，本发明的化学机械研磨方法，在晶圆研磨前和研磨过程中，由于研磨垫的旋转，研磨液在离心力的作用下会更多地分布于研磨垫的边缘，而本发明的化学机械研磨方法，其具有以下有益效果:使修整器在研磨垫表面重复多次由边缘区域向中央区域移动从而将研磨液均匀分布于研磨垫上表面，使得研磨时更多的利用研磨液达到充分研磨；在研磨后，修整器在研磨垫表面重复多次由中央区域向边缘区域移动，从而将研磨后的副产物从研磨垫中央推动至研磨垫之外，实现了研磨垫的修复，避免下次研磨时研磨副产物等刮伤晶圆。
【附图说明】
[0020]图1显示为本发明现有技术中的化学机械研磨装置示意图。
[0021]图2显示为本发明的化学机械研磨方法流程图。
[0022]图3显示为本发明的化学机械研磨方法的研磨前或研磨过程中修整器移动轨迹示意图。
[0023]图4显示为本发明的化学机械研磨方法的研磨后修整器移动轨迹示意图。
[0024]元件标号说明
[0025]10研磨垫
[0026]101凹槽
[0027]102研磨平台
[0028]11修整器
[0029]12研磨头
[0030]121晶圆
[0031]13副产物
[0032]14支撑臂
[0033]S1 ?S5步骤
【具体实施方式】
[0034]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0035]请参阅图2至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0036]实施例一
[0037]如图2所述，显示为本发明的化学机械研磨方法的流程图。如图3所示，本实施例提供一种化学机械研磨方法，该化学机械研磨方法中包括一研磨头和吸附于所述研磨头下表面的晶圆，用于实现晶圆研磨；首先，步骤S1:晶圆研磨前，如图3所示，提供一上表面分布有研磨液的研磨垫10和与所述研磨垫10接触的一修整器11 ;优选地，所述研磨垫10的表面具有凹槽；所述凹槽用于分布研磨液；所述修整器11与所述研磨垫10接触的表面设有若干金刚石颗粒，所述金刚石颗粒用于在研磨前清除所述研磨垫凹槽中的残留物，避免在后续晶圆的研磨过程中，停留在所述研磨垫表面的残留物划伤晶圆，导致晶圆破片甚至报废。
[0038]本实施例中，优选地，如图3所示，提供一支撑臂14 ;所述修整器11由位于其上方的所述支撑臂14悬挂。
[0039]接着实施步骤S2:如图3所示，将所述修整器11置于所述研磨垫10上表面的边缘区域，接着对所述修整器施加压力，所述压力指向所述研磨垫表面，优选地，所施加的压力为0-0.6MPa,本实施例中所施加的压力为0.15MPa时，优选地，所述压力垂直于所述修整器上表面，接着，所述支撑臂拖动