研磨垫整理方法及研磨机台与流程

本发明涉及化学机械研磨领域，特别涉及一种研磨垫整理方法及研磨机台。

背景技术：

通常，在半导体工艺车间内所进行的CMP工艺是指化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing)工艺或者称为化学机械平坦化工艺。化学机械研磨工艺是一个复杂的工艺过程，它是将晶圆表面与研磨垫的研磨表面接触，然后，通过晶圆表面与研磨表面之间的相对运动将晶圆表面平坦化，通常采用化学机械研磨设备，也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。

如图1所示，现有的研磨机台包括研磨垫110、研磨头120和研磨垫整理器以及研磨液供应管路150，所述研磨器整理器包括用于整理研磨垫110的研磨盘130和驱动机构140，所述驱动机构140带动所述研磨盘130转动，所述研磨盘130是圆形的，所述研磨盘130的工作表面设有研磨颗粒并且设有若干由内向外的沟槽，所述沟槽用于排除研磨液副产物。

进行研磨工艺时，将需要研磨的晶圆附着在研磨头120上，该晶圆的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫110，研磨头120提供的下压力将该晶圆紧压到研磨垫110上，所述研磨垫110是粘贴于平台上，当该平台在马达的带动下旋转时，与此同时，研磨头110也进行相应运动；同时，研磨液通过研磨液供应管路105输送到研磨垫110，并通过离心力均匀地分布在研磨垫110上。研磨工艺所使用的研磨液一般包含有化学腐蚀剂和研磨颗粒，通过化学腐蚀剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料，然后通过机械摩擦将这些较软的物质从被研磨晶圆的表面去掉，达到全局平坦化的效果。

在研磨过程中，研磨垫110不停转动，研磨头120将晶圆(未图示)压在研磨垫110上，且研磨头120一边做自转一边沿研磨垫110半径方向来回摆动，在研磨垫上留下运动轨迹100，最终，实现对晶圆的研磨。与此同时，由于在研 磨过程中，研磨垫110的表面容易出现污垢或表面磨坏现象，因此需要同时用研磨垫整理器对研磨垫110进行清洁或是改善研磨垫表面状况，以获得更好的研磨效果。

但是，采用现有的研磨垫整理方法去除研磨垫表面所残留污垢或研磨颗粒，其效果还是不够理想，因此如何提供提高晶圆的良率的研磨垫整理方法、研磨垫整理器及研磨机台是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种研磨垫整理方法及研磨机台，以解决由于无法彻底去除研磨垫表面所残留的污垢或研磨颗粒，导致残留的污垢或研磨颗粒污染晶圆，降低产品良率的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种研磨垫整理方法，所述研磨垫整理方法包括：对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行同方向转动；

研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行反方向转动，和/或，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘中一个静止而另外一个转动。

可选的，在所述的研磨垫整理方法中，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：

首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述研磨盘停止转动，所述转盘沿原方向继续转动。

可选的，在所述的研磨垫整理方法中，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：

首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述转盘停止转动，所述研磨盘沿原方向继续转动。

可选的，在所述的研磨垫整理方法中，所述研磨盘与所述转盘进行反向转动时，所述转盘的转速为60～65rpm/min，所述研磨盘的转速为15～20rpm/min，所述研磨盘施加在所述研磨垫上的压力为4.50～4.65psi。

可选的，在所述的研磨垫整理方法中，所述研磨盘停止转动，所述转盘沿 原方向继续转动时，所述转盘的转速为30～35rpm/min，所述研磨盘施加在所述研磨垫上的压力为0.50～1.00psi。

可选的，在所述的研磨垫整理方法中，对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘施加在所述研磨垫上的压力为4.85～5.15psi，所述转盘的转速为60～65rpm/min，所述研磨盘的转速为28～32rpm/min。

可选的，在所述的研磨垫整理方法中，所述同方向转动是顺时针转动或逆时针转动。

本发明还提供一种研磨机台，所述研磨机台包括：研磨垫、承载所述研磨垫的转盘、驱动所述转盘转动的转盘驱动机构、用以整理所述研磨垫的研磨盘、以及驱动所述研磨盘转动的研磨盘驱动机构，其特征在于，

对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行同方向转动；

研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行反方向转动，和/或，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘中一个静止而另外一个转动。

可选的，在所述的研磨机台中，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：

首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述研磨盘停止转动，所述转盘沿原方向继续转动。

可选的，在所述的研磨机台中，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：

首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述转盘停止转动，所述研磨盘沿原方向继续转动。

在本发明所提供的研磨垫整理方法及研磨机台中，对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行同方向转动；研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行反方向转动，和/或，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘中一个静止而 另外一个转动。从而使得研磨盘与研磨垫接触的接触面所受的力方向不同，研磨垫上残留颗粒较容易去除，提高了整理后的研磨垫表面的清洁度，避免了残留颗粒污染晶圆的现象，提高了产品良率。

附图说明

图1是现有的研磨机台的结构示意图；

图2是本发明的研磨垫整理方法的流程图；

图3a～3c是本发明实施例一中研磨垫整理方法不同步骤的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的研磨垫整理方法及研磨机台作进一步详细说明。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。

请参考图2，其为本发明的研磨垫整理方法的流程图，如图2所示，所述的研磨垫整理方法，具体包括如下步骤：

首先，执行步骤S1，对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行同方向转动；

具体的，在对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，(也就是晶圆进行化学机械研磨时，研磨垫的整理方法)，所述研磨盘与所述转盘进行同方向转动，所述研磨盘施加在所述研磨垫上的压力为4.85～5.15psi，所述转盘的转速为60～65rpm/min，所述研磨盘的转速为28～32rpm/min。其中，所述同方向转动是顺时针转动或逆时针转动。

接着，执行步骤S2，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行反方向转动，和/或，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘中一个静止而另外一个转动。

执行步骤S2主要针对一片晶圆进行完化学机械研磨后，对研磨垫进行整理的方法，也是本申请的技术方案的核心所在。具体的，对于所述研磨盘与承载 所述研磨垫的转盘中一个静止而另外一个转动具体包括如下两个实施例。

实施例一：

研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；接着，所述研磨盘停止转动，所述转盘沿原方向继续转动。

进一步的，所述研磨盘停止转动，所述转盘沿原方向继续转动时，所述转盘的转速为30～35rpm/min，所述研磨盘施加在所述研磨垫上的压力为0.50～1.00psi。

为了较好的理解本发明的技术方案，这里以实施例一进行具体的阐述，具体请结合图3a～3c所示的内容进行理解。

如图3a所示，其为在对晶圆进行研磨时，研磨盘下压对研磨垫进行整理的结构示意图，此时研磨盘与转盘均做逆时针转动(当然也可同为顺时针运动)，对于该过程中，研磨盘及研磨盘等工作的过程是本领域技术人员所公知的，此处就不再赘述。

如图3b所示，其为在研磨完一片晶圆后至开始进行下一片晶圆研磨之前的过程中,所述研磨盘与所述转盘进行反向转动的结构示意图。图3b中转盘做逆时针转动，而研磨盘做逆时针运动。由于研磨盘与转盘进行反向转动，使得研磨盘与研磨垫接触的表面的力的方向与之前图3a中同方向转动时相反，研磨垫上残留颗粒在力的作用下，更容易去除，提高了研磨垫的清洁度。

如图3c所示，其为在研磨完一片晶圆后至开始进行下一片晶圆研磨之前的过程中,所述研磨盘停止转动，所述转盘沿原方向继续转动的结构示意图。图3c中，转盘沿如图3b所示的逆时针转动，而此时研磨盘已停止转动，此时研磨盘在驱动机构的驱动下仍然沿所述研磨垫半径方向来回摆动。

实施例二：

研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：

首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述转盘停止转动，所述研磨盘沿原方向继续转动。

其中，实施例一或实施例二中，所述研磨盘与所述转盘进行反向转动时， 所述转盘的转速为60～65rpm/min，所述研磨盘的转速为15～20rpm/min，所述研磨盘施加在所述研磨垫上的压力为4.50～4.65psi。

对于实施例二的具体过程请参考实施例一中所列举的例子，这里就不在赘述。

需要说明的是，在步骤S1及步骤S2中，在研磨垫上添加研磨液优选为SiO2颗粒浓度为5％～18％的研磨液。

相应的，本申请还提供一种研磨机台，包括研磨垫、承载所述研磨垫的转盘、驱动所述转盘转动的转盘驱动机构、用以整理所述研磨垫的研磨盘、以及驱动所述研磨盘转动的研磨盘驱动机构，对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行同方向转动；研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行反方向转动，和/或，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘中一个静止而另外一个转动。

进一步的，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述研磨盘停止转动，所述转盘沿原方向继续转动。

进一步的，研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，包括：首先，所述研磨盘与所述转盘进行反方向转动；

接着，所述转盘停止转动，所述研磨盘沿原方向继续转动

综上，在本发明所提供的研磨垫整理方法及研磨机台中，对晶圆进行研磨时，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行同方向转动；研磨完一片晶圆后至对下一片晶圆进行研磨之前的过程中，研磨盘下压至研磨垫以对研磨垫进行整理，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘进行反方向转动，和/或，所述研磨盘与承载所述研磨垫的转盘中一个静止而另外一个转动。从而使得研磨盘与研磨垫接触的接触面所受的力方向不同，研磨垫上残留颗粒较容易去除，提高了整理后的研磨垫表面的清洁度，避免了残留颗粒污染晶圆的现象，提高了产品良率。

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。