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1、10申请公布号CN101941180A43申请公布日20110112CN101941180ACN101941180A21申请号200910054547922申请日20090709B24B37/04200601H01L21/30420060171申请人中芯国际集成电路制造上海有限公司地址201203上海市浦东新区张江路18号72发明人潘继岗彭澎74专利代理机构北京德琦知识产权代理有限公司11018代理人谢安昆宋志强54发明名称化学机械抛光方法57摘要本发明公开了一种化学机械抛光CMP方法，包括如下步骤将晶圆置于第一研磨垫上进行研磨，然后将晶圆置于第二研磨垫上进行研磨，晶圆与第一研磨垫或第二研磨垫。
2、之间的压强满足如下条件第一研磨垫或第二研磨垫的第一部分与晶圆的压强小于2PSI，第一研磨垫或第二研磨垫的第四部分和第五部分与晶圆的压强范围为05PSI至08PSI；将晶圆置于第三研磨垫上研磨，晶圆与第三研磨垫之间的压强满足如下条件第三研磨垫的第二部分、第三部分、第四部分和第五部分与晶圆的压强范围均为10PSI至12PSI。本发明相对于现有技术可以提高CMP机台的利用率，并且降低了单一晶圆研磨的总时间，减小第二类划痕出现的几率，使得晶圆的良品率比较稳定。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页CN101941185A1/1页21一种化学机械抛。
3、光方法，包括如下步骤将晶圆置于第一研磨垫上进行研磨，然后将晶圆置于第二研磨垫上进行研磨，晶圆与第一研磨垫或第二研磨垫之间的压强满足如下条件第一研磨垫或第二研磨垫的第一部分与晶圆的压强小于2PSI，第一研磨垫或第二研磨垫的第四部分和第五部分与晶圆的压强范围为05PSI至08PSI；将晶圆置于第三研磨垫上研磨，晶圆与第三研磨垫之间的压强满足如下条件第三研磨垫的第二部分、第三部分、第四部分和第五部分与晶圆的压强范围均为10PSI至12PSI。2根据权利要求1所述的方法，其特征在于，晶圆在第一研磨垫或第二研磨垫上进行研磨所需的时间分别为30秒5秒。3根据权利要求2所述的方法，其特征在于，晶圆在第三研磨。
4、垫上研磨所需时间为50秒5秒。4根据权利要求1所述的方法，其特征在于，晶圆在第一研磨垫或第二研磨垫上被去除的厚度分别为350埃25埃。5根据权利要求4所述的方法，其特征在于，晶圆在第三研磨垫上被去除的厚度为600埃50埃。权利要求书CN101941180ACN101941185A1/3页3化学机械抛光方法技术领域0001本发明涉及半导体集成电路制造技术领域，特别涉及一种化学机械抛光方法。背景技术0002硅片制造涉及薄膜的淀积和生长工艺，以及之后形成器件和内部互连结构所需的多次图形制作。先进的集成电路需要至少6层或更多的金属布线层，层与层之间由层间介质隔开。建立器件结构和多层内连线会很自然地在层。
5、之间形成高低起伏的台阶。层数增加时，晶圆表面起伏将更加显著。表面起伏的主要负面影响是在光刻时对线宽失去控制。0003化学机械抛光CHEMICALMECHANICALPOLISHING，CMP工艺就是在无尘室的大气环境中，利用机械力对晶圆表面作用，在表面薄膜层产生断裂腐蚀的动力，使晶圆表面趋于平坦化，以便进行后续的工艺步骤如光刻。而这部分必须籍由研磨液中的化学物质通过反应来增加其蚀刻的效率。CMP制程中最重要的两大组件便是研磨液SLURRY和研磨垫PLATEN。研磨液通常是将一些很细的氧化物粉粒分散在水溶液中而制成。研磨垫大多是使用发泡式的多孔聚亚安酯制成。在CMP制程中，先让研磨液填充在研磨垫。
6、的空隙中，并提供了高转速的条件，让晶圆在高速旋转下和研磨垫与研磨液中的粉粒作用，同时控制下压的压力等其它参数。而研磨液、晶圆与研磨垫之间的相互作用，便是CMP中发生反应的焦点。0004现有的CMP抛光工艺包括三个研磨过程第一步、在第一研磨垫PLATEN1上对晶圆进行粗加工研磨，通过较大的材料去除率MATERIALREMOVALRATE，MRR形成初步平坦化；第二步、在第二研磨垫PLATEN2上用相对较小的MRR对晶圆进行精加工研磨；第三步、在第三研磨垫PLATEN3上对晶圆进行研磨，去除阻挡层BARRIER和一定量的氧化物电介质以进一步提高表面平坦化程度，减少缺陷。其中，构成第一研磨垫和第二研。
7、磨垫的材料硬度要大于构成第三研磨垫的材料。0005晶圆表面在经过CMP处理后往往会出现划痕SCRATCH缺陷。划痕主要来源有两类，一是由研磨液粉粒导致；二是由于研磨垫磨损形成的颗粒导致。其中第一类划痕的尺寸较小，但数量众多，在所有划痕中占据绝大部分。以下所述划痕如未作专门说明，均为上述第一类划痕。0006划痕的数目以及尺寸会严重影响晶圆的良品率。在现有技术中，某些对于划痕较为敏感的晶圆，往往只用硬度较低的第三研磨垫进行研磨，因为硬度较大的第一研磨垫或第二研磨垫会对晶圆造成较为严重的划痕。但这样一来，为了达到规定的研磨厚度，CMP过程所需的时间就大大增加了。例如，现有技术中，在第三研磨垫上对晶圆。
8、进行研磨的时间长达140秒。并且由于只能使用第三研磨垫，在一批晶圆研磨完毕后才能进行下一批晶圆的研磨，降低了工艺的效率；并且较长的研磨时间会导致各种随机因素的影响增加，会增大出现第二类划痕的可能性，导致晶圆良品率的不稳定性增加。说明书CN101941180ACN101941185A2/3页4发明内容0007有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种化学机械抛光方法，可以显著提高CMP工艺的效率，并提高晶圆良品率的稳定性。0008本发明实施例提出的化学机械抛光方法，包括如下步骤0009将晶圆置于第一研磨垫上进行研磨，然后将晶圆置于第二研磨垫上进行研磨，晶圆与第一研磨垫或第二研磨垫之间的压强满足如下条件。
9、第一研磨垫或第二研磨垫的第一部分与晶圆的压强小于2PSI，第一研磨垫或第二研磨垫的第四部分和第五部分与晶圆的压强范围为05PSI至08PSI；0010将晶圆置于第三研磨垫上研磨，晶圆与第三研磨垫之间的压强满足如下条件第三研磨垫的第二部分、第三部分、第四部分和第五部分与晶圆的压强范围均为10PSI至12PSI。0011较佳地，晶圆在第一研磨垫或第二研磨垫上进行研磨所需的时间分别为30秒5秒。0012晶圆在第三研磨垫上研磨所需时间为50秒5秒。0013晶圆在第一研磨垫或第二研磨垫上被去除的厚度分别为350埃25埃。0014晶圆在第三研磨垫上被去除的厚度为600埃50埃。0015从以上技术方案可以看。
10、出，将晶圆首先在第一研磨垫和第二研磨垫上研磨，为了降低出现划痕的几率，使晶圆和研磨垫之间的压力控制在较低的范围；然后再将晶圆置于第三研磨垫上进行研磨。本发明通过规定第一研磨垫、第二研磨垫和第三研磨垫的研磨厚度的比例，使晶圆在第一研磨垫/2上产生的划痕中的大部分在第三研磨垫的研磨阶段被去除掉。相对于现有技术，晶圆在第一研磨垫、第二研磨垫和第三研磨垫上都进行了研磨，通过合理安排工序，可以实现第一研磨垫、第二研磨垫和第三研磨垫分别对不同批次的晶圆同时进行研磨，提高了CMP机台的利用率；并且本发明方案降低了单一晶圆研磨的总时间，减小了第二类划痕出现的几率，使得晶圆的良品率比较稳定。附图说明0016图1。
11、为研磨垫各个部分的示意图；0017图2为本发明实施例提出的化学机械研磨流程图。具体实施方式0018为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。0019研磨垫的形状为水平放置的圆盘，图1所示为研磨垫的俯视图。将研磨垫的半径五等分，按照半径的1/5、2/5、3/5、4/5分别作圆，以所述圆形为边界，可以把研磨垫分成五个部分，由外到内依次称为第一部分Z1、第二部分Z2、第三部分Z3、第四部分Z4和第五部分Z5。研磨垫的各个部分的压强是不等的，并且是从外到内依次减小。0020本发明实施例提出的CMP流程如图2所示，包括如下步骤0021步骤201将晶圆置于第一研磨垫。
12、上进行研磨，晶圆与第一研磨垫之间的压强满足如下条件第一研磨垫的第一部分与晶圆的压强小于2PSI，第一研磨垫的第四部分和第说明书CN101941180ACN101941185A3/3页5五部分与晶圆的压强范围为05PSI至08PSI。其中PSI为本领域常用压强单位，即磅每平方英寸。0022步骤202将晶圆置于第二研磨垫上继续进行研磨，晶圆与第二研磨垫之间的压强满足的条件与第一研磨垫相同。0023晶圆在第一研磨垫和第二研磨垫上共被去除的厚度约为700埃50埃，较佳地，为了较为合理的安排工序，晶圆在第一研磨垫和第二研磨垫上所需时间应当相同，因此晶圆在第一研磨垫或第二研磨垫上被去除的厚度分别为350埃。
13、25埃。从时间上说，晶圆在第一研磨垫或第二研磨垫上进行研磨所需的时间分别为30秒5秒。0024步骤203将晶圆置于第三研磨垫上研磨，晶圆与第三研磨垫之间的压强满足如下条件第三研磨垫的第二部分、第三部分、第四部分和第五部分与晶圆的压强范围均在10PSI至12PSI之间。0025晶圆在第三研磨垫上被去除的厚度约为600埃50埃，研磨所需时间约为50秒5秒。0026以上所述晶圆均为同一批次的晶圆。在实际生产中，在对第N批次晶圆在第一研磨垫上研磨后，将其置于第二研磨垫上进行研磨的同时，可以将第N1批次的研磨垫置于第一研磨垫上研磨；而第N批次晶圆置于第三研磨垫上研磨的同时，第二研磨垫研磨第N1批次的晶圆，而第一研磨垫开始研磨第N2批次的晶圆。经测算，本发明比现有技术中仅使用第三研磨垫的效率提高约60。0027以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。说明书CN101941180ACN101941185A1/1页6图1图2说明书附图CN101941180A。