本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種晶圓表面的銅層的研磨方法。

背景技術(shù)：

在半導(dǎo)體制造工藝中，隨著半導(dǎo)體器件的高度集成化和小型化，對(duì)晶圓表面的平坦化工藝要求也相應(yīng)越來(lái)越高，通常采用化學(xué)機(jī)械研磨實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓的平坦化工藝，化學(xué)機(jī)械研磨也是半導(dǎo)體器件制造過(guò)程中十分重要的一道工序，通過(guò)研磨液腐蝕晶圓表面的銅層及多余的金屬，達(dá)到表面平坦化的處理效果。

圖1所示為化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的俯視圖。該CMP設(shè)備主要包括研磨平臺(tái)(圖中未示出)、置于研磨平臺(tái)上面的研磨墊(Pad)140、研磨頭(Polishing head)130、漿料傳送裝置(Slurry delivery)120以及研磨墊調(diào)整裝置(Pad Conditioner)110。在進(jìn)行CMP(化學(xué)機(jī)械研磨)時(shí)，將需要平坦化處理的晶圓置于研磨頭130中，在研磨頭130的一定壓力(Down force)的作用下，使待平坦化的晶圓表面緊壓到研磨墊140上；然后，承載研磨墊140的轉(zhuǎn)盤在動(dòng)力裝置的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，研磨頭130也進(jìn)行同向旋轉(zhuǎn)(例如均為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))，從而在漿料的同時(shí)作用下實(shí)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械研磨。

實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)晶圓表面的銅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，會(huì)產(chǎn)生化學(xué)殘留物，該化學(xué)殘留物主要是研磨液中檸檬酸與銅(Cu)絡(luò)合生成，此種化學(xué)殘留物具有較為穩(wěn)定的化學(xué)結(jié)構(gòu)及較強(qiáng)的黏附性，若要去除化學(xué)殘留物必須采用機(jī)械刮刷的方式，但這就會(huì)導(dǎo)致在晶圓表面的銅層上形成刮痕、表面粒子等缺陷，從而影響產(chǎn)品的良率，甚至可能導(dǎo)致晶圓報(bào)廢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種晶圓表面的銅層的研磨方法，以解決現(xiàn)有的去 除晶圓表面的銅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)所產(chǎn)生的化學(xué)殘留物的方法，無(wú)法徹底去除化學(xué)殘留物，導(dǎo)致在晶圓表面的銅層上形成刮痕、表面粒子等缺陷，使得產(chǎn)品的良率下降的問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種晶圓表面的銅層的研磨方法，所述晶圓表面的銅層的研磨方法包括以下步驟：

將一表面形成有銅層的晶圓置于研磨頭上，所述研磨頭施加一定壓力使所述晶圓的銅層表面緊壓到研磨墊上，所述研磨墊上具有多個(gè)同心的環(huán)形凹槽；

向所述研磨墊注入研磨液，同時(shí)選定所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，以對(duì)所述晶圓表面的銅層進(jìn)行研磨并去除所述研磨墊上的化學(xué)殘留物。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，在不同時(shí)間段內(nèi)選定所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，距離所述研磨墊中心位置越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽注入檸檬酸的時(shí)間越晚。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，在同一時(shí)間段內(nèi)選定所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，距離所述研磨墊中心位置越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽注入的檸檬酸的濃度越高。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，在時(shí)間為0sec～10sec內(nèi)，選定距離研磨墊中心的第五個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為20％～25％的檸檬酸。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，在時(shí)間為11sec～20sec內(nèi)，選定距離研磨墊中心的第七個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為25％～30％的檸檬酸。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，在時(shí)間為21sec～30sec內(nèi)，選定距離研磨墊中心的第九個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為30％～35％的檸檬酸。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，在時(shí)間為31sec～40sec內(nèi)，選定距離研磨墊中心的第十一個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為35％～40％的檸檬酸。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，向所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述研磨頭的轉(zhuǎn)速以及承載所述研磨墊的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速相同。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，所述研磨頭的轉(zhuǎn)速為 25rpm/min～35rpm/min，承載所述研磨墊的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為50rpm/min～65rpm/min。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，向所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述研磨頭施加的壓力相同。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，所述研磨頭施加的壓力為4psi～6psi。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，向所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述檸檬酸的流量相同。

可選的，在所述的晶圓表面的銅層的研磨方法中，所述檸檬酸的流量為3.5ml/min～4.5ml/min。

在本發(fā)明所提供的晶圓表面的銅層的研磨方法中，向具有多個(gè)同心的環(huán)形凹槽的研磨墊注入研磨液時(shí)，在不同時(shí)間段內(nèi)選定所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，利用檸檬酸去除不同位置的環(huán)形凹槽內(nèi)的化學(xué)殘留物，以去除研磨墊上不同位置所殘留的化學(xué)殘留物，較好的去除研磨墊上殘留的化學(xué)殘留物，避免出現(xiàn)晶圓表面的銅層上刮痕、表面粒子等缺陷，提高了產(chǎn)品的良率。

附圖說(shuō)明

圖1是化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖2是本發(fā)明一實(shí)施例中晶圓表面的銅層的研磨方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的晶圓表面的銅層的研磨方法作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。根據(jù)下面說(shuō)明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說(shuō)明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

請(qǐng)參考圖1及圖2，圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中晶圓表面的銅層的研磨方法的流程圖，如圖2所示，所述的晶圓表面的銅層的研磨方法包括以下步驟：

首先，執(zhí)行步驟S1，將一表面形成有銅層的晶圓置于研磨頭130上，所述研磨頭130施加一定壓力使所述晶圓的表面緊壓到研磨墊140上，所述研磨墊 140上具有多個(gè)同心的環(huán)形凹槽。具體請(qǐng)繼續(xù)參考圖1進(jìn)行理解。

接著，執(zhí)行步驟S2，向所述研磨墊140注入研磨液，同時(shí)選定所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，以對(duì)所述晶圓表面的銅層進(jìn)行研磨并去除所述研磨墊140上的化學(xué)殘留物。

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，晶圓表面的銅層進(jìn)行研磨時(shí),檸檬酸與Cu絡(luò)合產(chǎn)生的化學(xué)殘留物在研磨墊上不同位置的分布量有所差異，化學(xué)殘留物最初主要集中于靠近研磨墊140的中心位置的環(huán)形凹槽，由于研磨墊140始終作逆時(shí)針或順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，化學(xué)殘留物在研磨墊140的環(huán)形凹槽中受離心力的作用，出現(xiàn)距離研磨墊140中心越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽中殘留的化學(xué)殘留物越多的現(xiàn)象?；诖它c(diǎn)發(fā)現(xiàn)，為了徹底去除研磨墊140上的化學(xué)殘留物，發(fā)明人在向所述研磨墊注入研磨液，同時(shí)選定所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，以對(duì)所述晶圓表面的銅層進(jìn)行研磨并去除所述研磨墊上的化學(xué)殘留物。

實(shí)施例一

在向所述研磨墊140注入研磨液，同時(shí)在不同時(shí)間段內(nèi)選定所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，距離所述研磨墊140中心位置越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽注入檸檬酸的時(shí)間越晚。

本實(shí)施例中，采用距離所述研磨墊140中心位置越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽注入檸檬酸的時(shí)間越晚，距離所述研磨墊140中心位置越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽注入的檸檬酸的濃度越高的方式，有針對(duì)性的去除距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽中的化學(xué)殘留物。例如，若將同一片晶圓表面的銅層進(jìn)行研磨的時(shí)間分為四個(gè)時(shí)間段，選定所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸。具體如下，在時(shí)間為0sec～10sec內(nèi)，選定距離研磨墊140中心的第五個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為20％～25％的檸檬酸；在時(shí)間為11sec～20sec內(nèi)，選定距離研磨墊140中心的第七個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為25％～30％的檸檬酸；在時(shí)間為21sec～30sec內(nèi)，選定距離研磨墊140中心的第九個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為30％～35％的檸檬酸；在時(shí)間為31sec～40sec內(nèi)，選定距離研磨墊140中心的第十一個(gè)環(huán)形凹槽時(shí)，注入濃度為35％～40％的檸檬酸。

其中，向所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述研磨頭的轉(zhuǎn)速以及承載所述研磨墊140的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速相同。本 實(shí)施例中，所述研磨頭的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為25rpm/min～35rpm/min，承載所述研磨墊140的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為50rpm/min～65rpm/min。

進(jìn)一步的，向所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述研磨頭施加的壓力相同。本實(shí)施例中，所述研磨頭施加的壓力優(yōu)選為4psi～6psi。

進(jìn)一步的，向所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述檸檬酸的流量相同。本實(shí)施例中，所述檸檬酸的流量?jī)?yōu)選為3.5ml/min～4.5ml/min。

實(shí)施例二

在向所述研磨墊140注入研磨液，同時(shí)在同一時(shí)間段內(nèi)選定所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，距離所述研磨墊140中心位置越遠(yuǎn)的環(huán)形凹槽注入的檸檬酸的濃度越高的方式，有針對(duì)性的去除距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽中的化學(xué)殘留物。

其中，向所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述研磨頭的轉(zhuǎn)速以及承載所述研磨墊的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速相同。本實(shí)施例中，所述研磨頭的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為25rpm/min～35rpm/min，承載所述研磨墊140的轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速優(yōu)選為50rpm/min～65rpm/min。

進(jìn)一步的，向所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述研磨頭施加的壓力相同。本實(shí)施例中，所述研磨頭施加的壓力優(yōu)選為4psi～6psi。

進(jìn)一步的，向所述研磨墊140上距離研磨墊140中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸時(shí)，所述檸檬酸的流量相同。本實(shí)施例中，所述檸檬酸的流量?jī)?yōu)選為3.5ml/min～4.5ml/min。

綜上，在本發(fā)明所提供的晶圓表面的銅層的研磨方法中，向具有多個(gè)同心的環(huán)形凹槽的研磨墊140注入研磨液時(shí)，在不同時(shí)間段內(nèi)選定所述研磨墊上距離研磨墊中心不同位置的環(huán)形凹槽注入檸檬酸，利用檸檬酸去除不同位置的環(huán)形凹槽內(nèi)的化學(xué)殘留物，以去除研磨墊上不同位置所殘留的化學(xué)殘留物，較好的去除研磨墊上殘留的化學(xué)殘留物，避免出現(xiàn)晶圓表面的銅層上刮痕、表面粒 子等缺陷，提高了產(chǎn)品的良率。

上述描述僅是對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本發(fā)明范圍的任何限定，本發(fā)明領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護(hù)范圍。