專利名稱：化學(xué)機(jī)械拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種化學(xué)機(jī)械拋光方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過程中，隨著特征尺寸的縮小和金屬互連層數(shù)的增加，對晶圓表面平整度的要求也越來越高。目前，化學(xué)機(jī)械拋光是最有效的全局平坦化技術(shù)。化學(xué)機(jī)械拋光是將晶圓由旋轉(zhuǎn)的拋光頭夾持，并將其以一定壓力壓在旋轉(zhuǎn)的拋光墊上，由磨粒和化學(xué)溶液組成的拋光液在晶圓和拋光墊之間流動，晶圓表面在化學(xué)和機(jī)械的共同作用下實現(xiàn)平坦化。在已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法中，存在修整頭使用壽命短的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。發(fā)明人經(jīng)過深入研究后發(fā)現(xiàn)了已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法中修整頭使用壽命短的原因在對兩片晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的間隙、以及在對化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備進(jìn)行維護(hù)時，修整頭會變的干燥。由于干燥的修整頭的表面(該表面與拋光墊接觸)是硬的，因此利用干燥的修整頭對拋光墊進(jìn)行修整不僅會影響化學(xué)機(jī)械拋光效果，而且大大地降低了修整頭的使用壽命。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種可以大大地延長修整頭的使用壽命的化學(xué)機(jī)械拋光方法。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的實施例提出一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，所述化學(xué)機(jī)械拋光方法包括A)利用拋光頭夾持晶圓以在拋光墊上對所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光； B)在所述步驟A)開始之前、之后或同時利用修整器對所述拋光墊進(jìn)行修整；和C)在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間向所述修整器的修整頭噴水以對所述修整頭保濕。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法通過在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間向所述修整頭噴水以便對所述修整頭保濕，從而可以在開始進(jìn)行所述修整時，使所述修整頭處于濕潤的狀態(tài)，這樣所述修整頭的表面(該表面與拋光墊200接觸)是柔軟的。換言之， 在進(jìn)行所述修整時，所述修整頭始終處于濕潤的狀態(tài)。因此，所述化學(xué)機(jī)械拋光方法不僅可以提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果，而且可以大大地延長所述修整頭的使用壽命。在利用已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時，修整頭的使用壽命大約為2500片次。在利用根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時，修整頭310的使用壽命可以達(dá)到 3000片次。另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述水為去離子水，這樣可以避免在所述噴水的過程中將雜質(zhì)引到所述修整頭上。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，當(dāng)所述化學(xué)機(jī)械拋光停止的時間超過預(yù)定長的時間段時向所述修整頭噴水。這樣可以在不影響化學(xué)機(jī)械拋光效果、不縮短所述修整頭的使用壽命的情況下，減少水的使用量，減低生產(chǎn)成本。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述預(yù)定長的時間段為至少5分鐘。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在緊接所述修整開始之前向所述修整頭噴水。這樣可以使所述修整頭的含水量達(dá)到最大、并使所述修整頭的表面最柔軟，從而可以進(jìn)一步提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果、進(jìn)一步延長所述修整頭的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述噴水連續(xù)地進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述噴水至少持續(xù)5秒。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述噴水期間所述修整頭的旋轉(zhuǎn)速度不大于120轉(zhuǎn) /分鐘。這樣不僅可以將所述水均勻地噴到所述修整頭上，而且可以避免將向所述修整頭噴射的水折射出去，并且不會使所述修整頭上的水離開所述修整頭。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述噴水期間所述水的流量不大于2升/分鐘。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在所述噴水期間所述水的流量不大于1. 5升/分鐘。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是利用根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法對晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光的示意圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，除非另有規(guī)定和限定，需要說明的是，術(shù)語“安裝”、“相連”、 “連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機(jī)械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。下面參照圖1和圖2描述根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法。如圖1和圖2 所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法包括
A)利用拋光頭100夾持晶圓以在拋光墊200上對所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光；B)在所述步驟A)開始之前、之后或同時利用修整器300對拋光墊200進(jìn)行修整； 和C)在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間向修整器300的修整頭310噴水以對修整頭310保濕。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法通過在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間向修整頭310噴水以便對修整頭310保濕，從而可以在開始進(jìn)行所述修整時，使修整頭310處于濕潤的狀態(tài)，這樣修整頭310的表面(該表面與拋光墊200接觸)是柔軟的。換言之，在進(jìn)行所述修整時，修整頭310始終處于濕潤的狀態(tài)。因此，所述化學(xué)機(jī)械拋光方法不僅可以提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果，而且可以大大地延長修整頭310的使用壽命。在利用已有的化學(xué)機(jī)械拋光方法進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時，修整頭的使用壽命大約為2500片次。在利用根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光時，修整頭310的使用壽命可以達(dá)到3000 片次。所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間應(yīng)作廣義理解。其中，所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間包括，但不限于，進(jìn)行第一次所述化學(xué)機(jī)械拋光之前(由于需要依次對多個晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，因此需要進(jìn)行多次所述化學(xué)機(jī)械拋光)、相鄰的兩次所述化學(xué)機(jī)械拋光之間的間隙、對化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備進(jìn)行維護(hù)的期間等。具體地，在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間，可以向修整頭310的與拋光墊200相接觸的表面噴水。這樣不僅可以提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果、大大地延長修整頭310的使用壽命， 而且可以大大地減少所述水的使用量，減低生產(chǎn)成本。在本發(fā)明的一些實施例中，所述水可以是去離子水，即可以向修整頭310噴射去離子水，這樣可以避免在所述噴水的過程中將雜質(zhì)引到修整頭310上。在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述化學(xué)機(jī)械拋光停止的時間超過預(yù)定長的時間段時可以向修整頭310噴水。當(dāng)所述化學(xué)機(jī)械拋光停止后，修整頭310上的水分會不斷地流失。如果所述化學(xué)機(jī)械拋光停止的時間比較短，則修整頭310仍含有一定水分，這樣修整頭 310的表面也比較柔軟。綜合節(jié)約用水、生產(chǎn)成本、化學(xué)機(jī)械拋光效果、修整頭使用壽命等各方面考慮，可以在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止的時間超過預(yù)定長的時間段時，才向修整頭310 噴水。這樣可以在不影響化學(xué)機(jī)械拋光效果、不縮短修整頭310的使用壽命的情況下，減少水的使用量，減低生產(chǎn)成本。具體地，所述預(yù)定長的時間段可以是至少5分鐘。即當(dāng)所述化學(xué)機(jī)械拋光停止的時間超過5分鐘時，可以向修整頭310噴水。有利地，可以在緊接所述修整開始之前向修整頭310噴水。換言之，向修整頭310 噴水結(jié)束后，立即進(jìn)行所述修整。這樣可以使修整頭310的含水量達(dá)到最大、并使修整頭 310的表面最柔軟，從而可以進(jìn)一步提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果、進(jìn)一步延長修整頭310的使用壽命。在本發(fā)明的一個示例中，所述噴水可以連續(xù)地進(jìn)行。具體地，所述噴水可以至少持續(xù)5秒，從而可以充分地濕潤修整頭310。在向修整頭310噴水時，可以使修整頭310以一定的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣可以使水均勻地噴到修整頭310上。其中，修整頭310的旋轉(zhuǎn)速度越快，噴到修整頭310上的水在修整頭310上分布的越均勻。但是如果修整頭310的旋轉(zhuǎn)速度過快，則修整頭310會將向修整頭310噴射的水折射出去，而且修整頭310上的水會在離心力的作用下離開修整頭 310。在本發(fā)明的一些示例中，在所述噴水期間修整頭310的旋轉(zhuǎn)速度可以不大于120轉(zhuǎn)/ 分鐘，這樣不僅可以將所述水均勻地噴到修整頭310上，而且可以避免將向修整頭310噴射的水折射出去，并且不會使修整頭310上的水離開修整頭310。有利地，在所述噴水期間修整頭310的旋轉(zhuǎn)速度可以不大于60轉(zhuǎn)/分鐘。在本發(fā)明的一些實施例中，在所述噴水期間所述水的流量可以不大于2升/分鐘。 有利地，在所述噴水期間所述水的流量可以不大于1. 5升/分鐘。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法不僅可以提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果，而且可以大大地延長修整頭310的使用壽命。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，包括A)利用拋光頭夾持晶圓以在拋光墊上對所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光；B)在所述步驟A)開始之前、之后或同時利用修整器對所述拋光墊進(jìn)行修整；和C)在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間向所述修整器的修整頭噴水以對所述修整頭保濕。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述水為去離子水。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，當(dāng)所述化學(xué)機(jī)械拋光停止的時間超過預(yù)定長的時間段時向所述修整頭噴水。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述預(yù)定長的時間段為至少5分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，在緊接所述修整開始之前向所述修整頭噴水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述噴水連續(xù)地進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，所述噴水至少持續(xù)5秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，在所述噴水期間所述修整頭的旋轉(zhuǎn)速度不大于120轉(zhuǎn)/分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，在所述噴水期間所述水的流量不大于2升/分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的化學(xué)機(jī)械拋光方法，其特征在于，在所述噴水期間所述水的流量不大于1.5升/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光方法，所述化學(xué)機(jī)械拋光方法包括A)利用拋光頭夾持晶圓以在拋光墊上對所述晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光；B)在所述步驟A)開始之前、之后或同時利用修整器對所述拋光墊進(jìn)行修整；和C)在所述化學(xué)機(jī)械拋光停止期間向所述修整器的修整頭噴水以對所述修整頭保濕。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機(jī)械拋光方法不僅可以提高化學(xué)機(jī)械拋光的效果，而且可以大大地延長所述修整頭的使用壽命。
文檔編號B24B37/00GK102294647SQ20111026534
公開日2011年12月28日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者沈攀, 王同慶, 路新春 申請人:清華大學(xué)