研磨方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種研磨方法。
【背景技術(shù)】
[0002]為了跟上超大規(guī)模集成電路(UltraLarge Scale Integrat1n, ULSI)的飛速的發(fā)展，半導(dǎo)體器件的制作工藝變得越來越復(fù)雜和精細(xì)。
[0003]例如:為了進(jìn)一步減小晶體管的特征尺寸，同時(shí)提升晶體管的性能，當(dāng)前的晶體管的制作工藝逐漸由先形成柵極然后進(jìn)行離子注入以形成源區(qū)和漏區(qū)的前柵工藝，轉(zhuǎn)變?yōu)楹髺殴に?gate last)。這種后柵工藝先形成偽柵(dummy gate),然后形成源區(qū)和漏區(qū),再覆蓋層間介質(zhì)層，并去除偽柵以在層間介質(zhì)層中形成開口，再在開口中填充材料形成材料層。在形成材料層之后，需要通過平坦化工藝去除多余的材料，僅保留位于所述開口中的材料以作為晶體管的柵極。
[0004]同時(shí)，目前被廣泛使用的平坦化工藝為化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical MechanicalPolishing, CMP)工藝，這種工藝是達(dá)成全局平坦化的常用方法之一。
[0005]但是，在現(xiàn)有技術(shù)后柵工藝中，采用化學(xué)機(jī)械研磨去除多余材料形成柵極時(shí)平坦化效果不夠理想，容易對(duì)材料層造成腐蝕，而材料層的腐蝕影響柵極的良率，甚至影響形成的晶體管的性能。
[0006]因此，如何減小整個(gè)研磨過程對(duì)材料層的腐蝕，以提高晶體管的性能，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明解決的問題是提供一種研磨方法，以減小研磨過程對(duì)材料層的腐蝕。
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種研磨方法，包括:
[0009]提供若干待研磨晶圓；
[0010]在所述待研磨晶圓上形成材料層；
[0011]對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理，包括:對(duì)多個(gè)待研磨晶圓執(zhí)行各自對(duì)應(yīng)的化學(xué)機(jī)械研磨步驟，且在多個(gè)待研磨晶圓各自對(duì)應(yīng)的化學(xué)機(jī)械研磨步驟均完成后，統(tǒng)一將所述多個(gè)待研磨晶圓切換至各自對(duì)應(yīng)的下一步驟；
[0012]使所述的表面處理中的最后一化學(xué)機(jī)械研磨步驟的時(shí)間不小于其他化學(xué)機(jī)械研磨步驟的時(shí)間；
[0013]對(duì)經(jīng)過所述表面處理的若干晶圓依次進(jìn)行沖洗。
[0014]可選的，在對(duì)經(jīng)過所述表面處理的若干晶圓依次進(jìn)行沖洗之后，所述研磨方法還包括:
[0015]對(duì)經(jīng)過沖洗后的若干晶圓依次進(jìn)行清洗；
[0016]對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:所述表面處理步驟中最后一化學(xué)機(jī)械研磨步驟的時(shí)間不小于所述清洗步驟的時(shí)間。
[0017]可選的，所述的表面處理中的最后一化學(xué)機(jī)械研磨步驟包括:去除部分材料層的實(shí)際化學(xué)機(jī)械研磨步驟，以及不去除材料層的偽化學(xué)機(jī)械研磨步驟。
[0018]可選的，對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:
[0019]提供研磨設(shè)備，所述研磨設(shè)備中設(shè)置有分別對(duì)應(yīng)于各化學(xué)機(jī)械研磨步驟的多個(gè)研磨單元；
[0020]所述多個(gè)研磨單元對(duì)分別處于不同化學(xué)機(jī)械研磨步驟的待研磨晶圓同時(shí)進(jìn)行研磨；
[0021]將若干待研磨晶圓依次放置于所述研磨設(shè)備中，以進(jìn)行所述表面處理。
[0022]可選的，依次進(jìn)行表面處理的步驟中首先進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械研磨為第一化學(xué)機(jī)械研磨步驟；
[0023]對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:
[0024]將位于研磨設(shè)備之外的待研磨晶圓移動(dòng)至研磨設(shè)備中對(duì)應(yīng)于第一化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨單元，同時(shí)，將位于對(duì)應(yīng)于最后一化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨單元中的待研磨晶圓移出研磨設(shè)備，以進(jìn)行所述沖洗的步驟；
[0025]或者是，將位于研磨設(shè)備之外的待研磨晶圓移動(dòng)至研磨設(shè)備中對(duì)應(yīng)于第一化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨單元；
[0026]或者是，將位于對(duì)應(yīng)于最后一化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨單元中的待研磨晶圓移出研磨設(shè)備，以進(jìn)行所述沖洗。
[0027]可選的，對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:
[0028]對(duì)晶圓依次進(jìn)行第一、第二以及第三化學(xué)機(jī)械研磨步驟，其中，所述第三化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨時(shí)間不小于第一化學(xué)機(jī)械研磨步驟或者第二化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨時(shí)間。
[0029]可選的，對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:使第一、第二以及第三化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨時(shí)間均相同。
[0030]可選的，對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:使第一、第二以及第三化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨時(shí)間均為90?110秒。
[0031]可選的，形成材料層的步驟包括:形成鋁材料的材料層。
[0032]可選的，對(duì)經(jīng)過表面處理的若干晶圓依次進(jìn)行沖洗的步驟包括:采用過氧化氫溶液對(duì)經(jīng)過表面處理的若干晶圓進(jìn)行沖洗。
[0033]可選的，對(duì)經(jīng)過表面處理的若干晶圓依次進(jìn)行沖洗的步驟包括:使所述過氧化氫溶液中過氧化氫濃度在1%至29%的范圍內(nèi)。
[0034]可選的，對(duì)經(jīng)過表面處理的若干晶圓依次進(jìn)行沖洗的步驟包括:采用CP72B溶液或者CP76溶液對(duì)所述經(jīng)過表面處理的晶圓進(jìn)行沖洗。
[0035]可選的，對(duì)經(jīng)過沖洗后的若干晶圓依次進(jìn)行清洗的步驟包括:采用CP72B溶液或者CP76溶液對(duì)所述經(jīng)過沖洗的晶圓進(jìn)行清洗。
[0036]可選的，在提供待研磨晶圓的步驟之后，形成材料層的步驟之前，所述研磨方法還包括:
[0037]在所述待研磨晶圓表面形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層中形成有若干開口 ；
[0038]形成材料層的步驟包括:在所述開口中填充所述材料層，所述材料層還覆蓋所述層間介質(zhì)層表面；
[0039]對(duì)形成有材料層的若干待研磨晶圓依次進(jìn)行表面處理的步驟包括:研磨所述材料層以去除層間介質(zhì)層表面的材料層，僅保留位于開口中的材料層，以形成柵極。
[0040]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0041]在多個(gè)待研磨晶圓各自對(duì)應(yīng)的化學(xué)機(jī)械研磨步驟均完成后，統(tǒng)一將所述多個(gè)待研磨晶圓切換至各自對(duì)應(yīng)的下步驟；也就是說，當(dāng)所有化學(xué)機(jī)械研磨步驟均完畢時(shí)，所有的研磨晶圓才會(huì)被統(tǒng)一地切換至各自對(duì)應(yīng)的下一步驟，所以，統(tǒng)一切換所有的研磨晶圓的時(shí)機(jī)取決于若干化學(xué)機(jī)械研磨步驟中研磨時(shí)間最長的一個(gè)；將所述最后一個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨時(shí)間設(shè)為不小于其他化學(xué)機(jī)械研磨步驟的時(shí)間，可以使切換所有的研磨晶圓的間隔時(shí)間取決于最后一個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨的時(shí)間，從而使得對(duì)待研磨晶圓進(jìn)行表面處理的步驟中切換步驟的時(shí)間間隔盡量保持一致，從而可以防止一個(gè)批次待研磨晶圓中最后一片晶圓因過早進(jìn)入沖洗經(jīng)過表面處理的晶圓的步驟，而在所述的沖洗步驟中停留較長時(shí)間的問題，進(jìn)而減小了沖洗步驟對(duì)待研磨晶圓的腐蝕。
[0042]進(jìn)一步，使所述最后一個(gè)化學(xué)機(jī)械研磨步驟的研磨時(shí)間也不小于所述清洗步驟的時(shí)間，以盡量避免表面處理后的晶圓進(jìn)入沖洗步驟后，在此晶圓之前的其他晶圓仍然處于清洗步驟，導(dǎo)致此晶圓仍然需要在沖洗步驟中等待的問題。
【附圖說明】
[0043]圖1是本發(fā)明研磨方法一實(shí)施例中的流程示意圖；
[0044]圖2是執(zhí)行圖1所示研磨方法的研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]現(xiàn)有技術(shù)中，在對(duì)材料層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨后，常采用去離子水(De-1onizedWater, DIff)對(duì)材料層的表面進(jìn)行沖洗。但是，由于現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨工藝在實(shí)際應(yīng)用中通常是針對(duì)多個(gè)(一個(gè)批次)晶圓上的材料層進(jìn)行的，且化學(xué)機(jī)械研磨工藝中往往包含多個(gè)研磨步驟，同時(shí)，為了提高效率，現(xiàn)有的研磨設(shè)備中往往設(shè)有多個(gè)研磨單元，用于分別執(zhí)行不同的研磨步驟。在同一時(shí)刻，不同的研磨單元對(duì)處于不同研磨步驟的晶圓進(jìn)行研磨，當(dāng)所有的研磨單元均完成研磨后，研磨設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的切換，將所有晶圓移動(dòng)至各自對(duì)應(yīng)的下一個(gè)研磨步驟的研磨單元中，也就是說，每次切換都是以所有的研磨步驟中研磨時(shí)間最長的研磨步驟為準(zhǔn)，只有時(shí)間最長的研磨步驟完成之后才統(tǒng)一進(jìn)行切換。這使每次切換時(shí)將晶圓移出研磨設(shè)備的時(shí)間間隔是相同的，相應(yīng)的，每個(gè)晶圓的沖洗時(shí)間也是相同的，處于沖洗步驟中的晶圓在經(jīng)過沖洗后進(jìn)入下一步的清洗步驟。
[0046]但是，采用這種研磨方法時(shí)所述沖洗步驟容易造成晶圓的腐蝕，例如:當(dāng)執(zhí)行到一個(gè)批次的最后一片晶圓時(shí)，且當(dāng)最后一片晶圓處于研磨設(shè)備的最后一個(gè)研磨步驟時(shí)，此時(shí)的研磨設(shè)備中僅剩下這一片晶圓，也就是說，此時(shí)的研磨設(shè)備的切換不再是取決于所有研磨步驟中時(shí)間最長的一個(gè)，而是取決于最后一個(gè)研磨步驟的研磨時(shí)間。以此帶