半导体晶圆的化学机械研磨方法及设备技术

本发明专利技术提供一种半导体晶圆的化学机械研磨方法及设备，包括：1）提供一待研磨晶圆，包括多个芯片，所述芯片的表面具有第一厚度的第一台面及第二厚度的第二台面，该第一、第二台面上依次层叠有第一材料层及第二材料层，所述第一厚度大于所述第二厚度；2）采用化学机械研磨工艺对所述待研磨晶圆进行研磨处理，包括：通入第一pH值的第一研磨液对所述待研磨晶圆进行研磨，以及继续通入所述第一pH值的第一研磨液，同时通入pH值调整液，对所述待研磨晶圆继续研磨。本发明专利技术通过在特定的时机点对制程配方内的关键参数研磨液流量中增加去离子水流量，直接调控研磨液pH值，将芯片由于边缘高度差而导致的氮化钛层残留完全移除掉。

Chemical mechanical grinding methods and equipment for semiconductor wafer

The present invention provides equipment, a chemical mechanical polishing method for semiconductor wafer includes: 1) to provide a grinding wafer, comprising a plurality of chips, the first table and two thickness of the surface of the chip has a first thickness of the second table, the first and the second on the table in the first and two layer laminated material material the first layer thickness is larger than the thickness of second; 2) by a chemical mechanical polishing of the wafer grinding grinding processing, including: the first grinding fluid into the first pH value of the wafer grinding grinding, and continue to pass into the first pH value of the first grinding fluid, at the same time through the adjustment of pH value of the solution, to continue to grind grind wafer. The invention can directly control the pH value of the grinding fluid by increasing the deionized water flow rate in the key parameter grinding fluid flow of the production prescription at a specific time point, and completely remove the residual titanium nitride layer caused by the poor edge height of the chip.

【技术实现步骤摘要】
半导体晶圆的化学机械研磨方法及设备
本专利技术属于半导体制造领域，特别是涉及一种半导体晶圆的化学机械研磨方法及设备。
技术介绍
晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(Lithography)技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越来越高。现有的晶圆平坦方法包括：化学研磨、机械研磨以及化学机械研磨。单纯的化学研磨，表面精度较高，损伤低，完整性好，不容易出现表面/亚表面损伤，但是研磨速率较慢，材料去除效率较低，不能修正表面型面精度，研磨一致性比较差；单纯的机械研磨，研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高，但是容易出现表面层/亚表面层损伤，表面粗糙度值比较低。化学机械研磨技术综合了化学研磨和机械研磨的优势，可以在保证材料去除效率的同时，获得较完美的表面，得到的平整度比单纯使用单纯的两种研磨要高出1-2个数量级，并且可以实现纳米级到原子级的表面粗糙度。如图2所示，金属钨生成的制程中，需要先形成一层薄薄的氮化钛层(TiNlayer)103，用途是让金属钨薄膜(Wfilm)104能黏着于氧化层(Oxidelayer)上，透过金属钨化学机械研磨(WCM本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体晶圆的化学机械研磨方法，其特征在于，所述化学机械研磨方法包括：1)提供一待研磨晶圆，所述待研磨晶圆包括多个芯片，所述芯片的表面具有第一厚度的第一台面以及第二厚度的第二台面，所述第一台面上及所述第二台面上皆依次层叠有第一材料层及第二材料层，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度；2)采用化学机械研磨工艺(CMP)对所述待研磨晶圆进行研磨处理，包括：第一研磨阶段：通入第一pH值的第一研磨液对所述待研磨晶圆进行研磨，直至露出所述第一台面上的所述第一材料层，其中，所述第一pH值的第一研磨液对所述第二材料层的研磨选择比高于所述第一材料层；以及第二研磨阶段：继续通入所述第一pH值的第一研磨液，同时通...

【技术特征摘要】
1.一种半导体晶圆的化学机械研磨方法，其特征在于，所述化学机械研磨方法包括：1)提供一待研磨晶圆，所述待研磨晶圆包括多个芯片，所述芯片的表面具有第一厚度的第一台面以及第二厚度的第二台面，所述第一台面上及所述第二台面上皆依次层叠有第一材料层及第二材料层，其中，所述第一厚度大于所述第二厚度；2)采用化学机械研磨工艺(CMP)对所述待研磨晶圆进行研磨处理，包括：第一研磨阶段：通入第一pH值的第一研磨液对所述待研磨晶圆进行研磨，直至露出所述第一台面上的所述第一材料层，其中，所述第一pH值的第一研磨液对所述第二材料层的研磨选择比高于所述第一材料层；以及第二研磨阶段：继续通入所述第一pH值的第一研磨液，同时通入pH值调整液，以获得第二pH值的第二研磨液，并采用该第二研磨液对所述待研磨晶圆继续研磨，以将所述第一台面及所述第二台面上的第一材料层全部去除，其中，所述第二pH值的第二研磨液对所述第二材料层的研磨选择比低于所述第一材料层。2.根据权利要求1所述的半导体晶圆的化学机械研磨方法，其特征在于：第二台面中形成有通道孔，所述通道孔的侧壁还形成有所述第一材料层，并且所述通道孔中还填充有所述第二材料层，所述第二研磨阶段可保证将所述第一台面及所述第二台面上的第一材料层全部去除的同时，减小所述通道孔中的第二材料层的去除量。3.根据权利要求2所述的半导体晶圆的化学机械研磨方法，其特征在于：所述第一材料层选用为氮化钛(TiN)层，所述第二材料层选用为钨(W)层，所述氮化钛(TiN)层用于增强所述钨(W)层与所述通道孔的结合强度，所述第一pH值选用为2～3，以使所述第一研磨液对所述钨(W)层比所述第一研磨液对所述氮化钛(TiN)层有较高的研磨速率；所述第二pH值选用为4～5，以使所述第二研磨液对所述氮化钛(TiN)层比所述第二研磨液对所述钨(W)层有较高的研磨速率。4.根据权利要求1所述的半导体晶圆的化学机械研磨方法，其特征在于：所述芯片位于所述待研磨晶圆的周缘，所述第一台面位于所述芯片的中部区域，所述第二台面位于所述芯片的边缘区域，提供所述第一台面及所述第二台面的材料选用为二氧化硅层。5.根据权利要求1所述的半导体晶圆的化学机械...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：睿力集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34