一种晶圆研磨抛光方法【专利摘要】本发明公开一种晶圆研磨抛光方法，用于在钨化学金属研磨工艺中实现钨触点突出晶圆表面，其包含以下步骤：1、研磨液管路和研磨台表面进行冲洗；2、研磨垫进行研磨修整以保证研磨垫的稳定性能，并喷射氮气保证研磨垫表面干净；3、研磨液由去离子水切换为研磨液；4、研磨液预流出，使得在进行主要的抛光工艺前研磨液已经布满研磨垫；5、持续供应研磨液，研磨头压在研磨垫上并加背压的方式进行氧化物抛光工艺；6、研磨头保持不动，晶圆受力由背压的状态转为真空，提供的研磨液切换为去离子水；7、采用去离子水研磨，对晶圆进行研磨抛光同时去除晶圆表面残留的研磨液。本发明省去进行研磨抛光工艺时研磨头抬升和下降的步骤，减少晶圆加工时间，提高设备工作效率，降低生产成本。【专利说明】—种晶圆研磨抛光方法【
技术领域：
】[0001]本发明涉及一种半导体生产技术，具体涉及一种钨化学金属研磨工艺中的晶圆研磨抛光方法。【
背景技术：
】[0002]如图1所示，为型号为FEX200的化学机械研磨设备，对金属钨平坦化处理，晶圆处理设备，该处理设备包含有其设备主体，沿该主体顶部一侧边设置的4个装载端口(loadport),设置在装载端口旁的机械手(drytransferrobot),以及设置在机械手一侧的干燥器(drystation)，即转移缓冲台，设置在干燥器旁的机械手(robotL/R)，设置在机械手旁的旋转运输器(rotarytransporter),设置在旋转运输器上的晶圆翻转器(waferturnover),设置在旋转运输器旁的研磨头(topring),设置在研磨头一侧的鹤研磨台(即衬垫和压盘，pad&platen)和氧化物的研磨台(table),设置在鹤研磨台和氧化物的研磨台一侧的第一阶段清洁器(cleanerIstation)，以及设置在第一阶段清洁器旁的第二阶段清洁器(cleaner2station)。第一阶段清洁器上设有海绵刷，第二阶段清洁器上设有笔形海绵，海绵清洗之后，晶圆高速旋转甩干。其中研磨头(topring)、衬垫和压盘(pad&platen)、氧化物研磨台(table)组成该化学机械研磨设备的研磨与修整(buffing&dresser)设备。[0003]该化学机械研磨设备的工作流程是:晶圆从装载端口进入本设备，通过机械手传送至干燥器，再通机械手将晶圆传输至晶圆翻转器，晶圆反转180度，经由旋转运输器，然后由研磨头将晶圆传输至钨研磨台和氧化物的研磨台，对晶圆进行研磨平坦化处理完成后，转移至第一阶段清洁器，通过海绵刷对晶圆表面进行清洁，最后在转移至第二阶段清洁器，采用笔形海绵以旋转的方式对晶圆进行清洁。[0004]在鹤化学金属研磨(W_CMP)工艺过程中，在包含有衬垫和压盘(pad&platen)的主研磨台(maintable)上首先通过研磨去除晶圆表面的鹤层(Wlayer),然后在氧化物研磨台(table)上进行氧化物抛光(oxidebuff)实现鹤触点(Wplug)突出。[0005]目前，现有技术钨化学金属研磨工艺中的研磨抛光方法包含以下步骤:步骤1、采用去离子水(DI)对研磨液管路和研磨台表面进行冲洗；步骤2、研磨修整器(bufferdresser)对研磨垫(pad)表面进行研磨修整以保持研磨垫的稳定工作性能，同时对研磨垫(pad)喷射氮气(N2)保证研磨垫表面干净；步骤3、研磨液管路(bufferline)切换，由去离子水(DI)切换为研磨液(oxideslurry)；步骤4、研磨液预流出，使得在进行主要的研磨工序前研磨液已经布满研磨垫(pad)；步骤5、持续供应研磨液，研磨头压在研磨垫上并加背压的方式进行氧化物的研磨工艺；步骤6、研磨头(topring)抬升准备,研磨液管路(bufferline)切换,提供的研磨液由氧化物浆料(oxideslurry)切换为去离子水(DI);并将研磨方式由背压式(BSP)转为真空(Vac)；步骤7、研磨头抬升，并采用去离子水(DI)对研磨液管路和研磨台表面进行冲洗，去掉研磨台上的研磨液；步骤8、研磨头下降，采用去离子水研磨，对晶圆进一步研磨抛光同时去除残留在晶圆表面的研磨液。[0006]在现有技术的研磨抛光方法中，对每一个晶圆进行研磨工艺时，都需要花费一定时间将研磨头(topring)进行抬升和下降的操作，造成了晶圆研磨工艺时间的延长，增加了每块晶圆的制造时间，提闻了生广成本。【
发明内容】[0007]本发明提供一种晶圆研磨抛光方法，去除了研磨头抬升和下降的步骤，缩短半导体生产设备对晶圆进行钨化学金属研磨工艺的时间，节省生产成本。[0008]为实现上述目的，本发明提供一种晶圆研磨抛光方法，其用于在钨化学金属研磨工艺中实现钨触点突出晶圆表面，其特点是，该方法包含以下步骤:步骤1、采用去离子水对研磨液管路和研磨台表面进行冲洗；步骤2、研磨垫进行研磨修整以保证研磨垫的稳定性能，并喷射氮气保证研磨垫表面干净;步骤3、研磨液管路切换，由去离子水切换为研磨液；步骤4、研磨液预流出，使得在进行主要的抛光工艺前研磨液已经布满研磨垫；步骤5、持续供应研磨液，研磨头压在研磨垫上并加背压的方式进行氧化物研磨工艺步骤6、研磨头保持不动，晶圆受力由背压的状态转为真空，提供的研磨液切换为去离子水；步骤7、采用去离子水研磨，对晶圆进行研磨抛光同时去除晶圆表面残留的研磨液。[0009]上述步骤2中，对研磨布每进行一次研磨修整后对研磨布进行五次清理。[0010]本发明一种省去研磨头抬升和降低流程的晶圆研磨抛光方法和现有技术的钨化学金属研磨方法相比，其优点在于，本发明省去了钨化学金属研磨工艺中进行研磨抛光工艺时研磨头抬升和下降的步骤，减少了晶圆进行钨化学金属研磨工艺的时间，提高了钨化学金属研磨设备的工作效率，降低晶圆生产成本。【专利附图】【附图说明】[0011]图1为现有技术中一种化学机械研磨设备的结构示意图；图2为适用于本发明钨化学金属研磨方法的半导体研磨与修整设备；图3为晶圆进行钨化学金属研磨工艺前的结构示意图；图4为晶圆去除钨层后的结构示意图；图5为晶圆去除氮化钛/钛层后的结构示意图；图6为进行了本发明晶圆研磨抛光方法后，晶圆的结构示意图。【具体实施方式】[0012]以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。[0013]如图2所示，为一种适用于进行钨化学金属研磨工艺的半导体研磨与修整设备。该半导体研磨与修整设备包含研磨头1、氧化物研磨台2和钨研磨台3。[0014]如图3所示，在上述半导体研磨与修整设备对晶圆进行加工前，晶圆表面设有一层钨层(Wlayer)，在钨层下设有氮化钛/钛层(TiN/Ti)。[0015]如图4所示，进行钨化学金属研磨工艺时，首先研磨头I将晶圆承载至钨研磨台3，晶圆在鹤研磨台3上进行研磨,去除鹤层(Wlayer)。[0016]如图5所示，去除钨层(Wlayer)并使氮化钛/钛层(TiN/Ti)暴露在晶圆表面后，继续在钨研磨台3进行研磨，将氮化钛/钛层(TiN/Ti)去除。[0017]如图6所示，完成钨层(Wlayer)和氮化钛/钛层(TiN/Ti)去除后，由研磨头(Topring)承载晶圆至氧化物研磨台2,晶圆继续在氧化物研磨台2进行研磨抛光工艺,使鹤触点(Wplug)突出于晶圆表面。[0018]本发明公开一种晶圆研磨抛光方法，该方法用于在钨化学金属研磨工艺中通过抛光使钨触点(wplug)突出晶圆表面，该方法由研磨头I承载晶圆在氧化物研磨台2上进行，该方法包含以下步骤:步骤1、采用去离子水(DI)对研磨液管路和研磨台表面进行5秒的冲洗。[0019]步骤2、研磨修整器(bufferdresser)对氧化物研磨台2上的研磨垫(pad)进行研磨修整(bufferdressing),同时在研磨修整过程中喷射氮气(N2)以保证研磨布具有的稳定干净的性能。通常在对研磨垫进行研磨修整过程中，进行一次研磨修整需要对研磨垫表面进行五次的清理(sweep)。[0020]步骤3、研磨液管路(bufferline)切换，由去离子水(DI)切换为研磨液(Oxideslurry)。[0021]步骤4、为每分钟500毫升的流量的研磨液预流出20秒，，使得在进行主要的抛光工艺前研磨液已经布满研磨布。[0022]步骤5、持续提供研磨液，并以背压的方式进行研磨，对晶圆进行7秒氧化物抛光工艺。其中，研磨头I的转速为每分钟11转(RPM11)，氧化物研磨台2转速为每分钟600转，研磨头I施加压力为150百帕,背压(BSP,backsidepressure)为175百帕,氧化物衆料的流量为每分钟125晕升。[0023]步骤6、研磨头I保持不动,背压(BSP)的状态转为真空(Vac),研磨液管路切换为去离子水(DI);氧化物研磨台2转速下降为每分钟300转。[0024]步骤7、采用去离子水研磨,对晶圆进一步研磨抛光和清洗。其中氧化物研磨台2转速设为每分钟500转，并采用背压方式进行研磨，背压(BSP)压力设为50百帕。[0025]通过上述的流程即完成了对晶圆的研磨抛光，并实现了如图6所示钨插塞(wplug)突出晶圆表面的工艺。[0026]由于在进行研磨抛光工艺过程中，省去了研磨头I的抬升和下降的步骤，减少了晶圆进行钨化学金属研磨工艺的整个流程时间，例如如果具有6台钨化学金属研磨设备，采用本发明所公开的研磨抛光工艺，钨化学金属研磨设备每小时晶圆的加工数提高了15%，相当于节省了0.9台设备，即200万美元。[0027]尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。【权利要求】1.一种晶圆研磨抛光方法，其用于在钨化学金属研磨工艺中实现钨触点突出晶圆表面，其特征在于，该方法包含以下步骤:步骤1、采用去离子水对研磨液管路和研磨台表面进行冲洗；步骤2、研磨垫进行研磨修整以保证研磨垫的稳定性能，并喷射氮气保证研磨垫表面干净;步骤3、研磨液管路切换，由去离子水切换为研磨液；步骤4、研磨液预流出，使得在进行主要的抛光工艺前研磨液已经布满研磨垫；步骤5、持续供应研磨液，研磨头压在研磨垫上并加背压的方式进行氧化物研磨工艺步骤6、研磨头保持不动，晶圆受力由背压的状态转为真空，提供的研磨液切换为去离子水；步骤7、采用去离子水研磨，对晶圆进行研磨抛光同时去除晶圆表面残留的研磨液。2.如权利要求1所述的晶圆研磨抛光方法，其特征在于，所述步骤2中，对研磨垫每进行一次研磨修整后对研磨垫进行五次清理。【文档编号】B24B53/017GK103878678SQ201210557494【公开日】2014年6月25日申请日期:2012年12月20日优先权日:2012年12月20日【发明者】夏金伟,张中连,龚小春,顾军申请人:上海华虹宏力半导体制造有限公司