一种研磨垫的处理方法技术

本发明专利技术提供一种研磨垫的处理方法，包括以下步骤：将待处理的研磨垫固定于研磨装置的研磨台上；提供虚拟晶圆，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理；用氧化性溶液对所述研磨垫的表面进行处理。根据本发明专利技术的处理方法，降低了研磨垫上沟槽的深度差，改善了研磨垫的平整性，从而改善凹陷缺陷，进而改善由凹陷缺陷引起的腐蚀，提高产品良率。

A method of treating grinding pad

The invention provides a processing method for an abrasive pad, which comprises the following steps: fixing the pads to be treated on the grinding table of the grinding device, providing a virtual wafer, grinding the virtual wafer using the abrasive pad, and treating the surface of the grinding pad with an oxidizing solution. According to the processing method of the invention, the depth difference of the groove on the grinding pad is reduced, the flatness of the grinding pad is improved, thus the sag defect is improved, and the corrosion caused by the sag defect is improved and the product yield is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种研磨垫的处理方法
本专利技术涉及半导体制造
，具体而言涉及一种研磨垫的处理方法。
技术介绍
随着超大规模集成电路(ULSI，UltraLargeScaleIntegration)的飞速发展，集成电路制造工艺变的越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术利用芯片的垂直空间，并在多层布线之间实现金属互连，以进一步提高器件的集成密度。例如，采用TSV(ThroughSiliconVia，硅通孔)的技术代替了2D互连技术，通过在芯片之间、晶圆之间制作垂直导通，实现芯片之间的互连，能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大，外形尺寸最小，并且大大改善芯片速度和低功耗的性能。一般来说，在硅通孔产品的制造工艺中，在刻蚀通孔、沉积绝缘层及填充材料后，需要进行化学机械研磨(CMP，ChemicalMechanicalPolishing)的方式平坦化晶圆表面，以进行后面的工艺。填充的材料包括铜、钨、多晶硅等，目前铜逐渐成为主流互连技术。在硅通孔的铜化学机械研磨工艺中，腐蚀缺陷已经成为最具挑战性的问题之一，尤其是由研磨垫使用前处理不合理引起的腐蚀，其中一种常见的腐蚀现象是凹陷(Dishing)缺陷，即在硅通孔的金属铜内部出现凹陷。如果腐蚀问题严重，那么晶圆将会被报废。因此，有必要提出一种新的研磨垫的处理方法，以解决上述技术问题。
技术实现思路
在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本专利技术的
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。针对现有技术的不足，本专利技术提供一种研磨垫的处理方法，包括以下步骤：将待处理的研磨垫固定于研磨装置的研磨台上；提供虚拟晶圆，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理；用氧化性溶液对所述研磨垫的表面进行处理。进一步，在所述研磨处理的步骤之前，还包括提供化学机械研磨液至所述研磨垫表面上，以对所述研磨垫表面进行研磨的步骤。进一步，在提供氧化性溶液至所述研磨垫表面之后，所述方法还包括用去离子水对所述研磨垫表面进行清洗的步骤。进一步，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理的步骤包括：对所述虚拟晶圆进行研磨处理的同时提供化学机械研磨液至所述研磨垫表面上。进一步，在所述化学机械研磨液对所述研磨垫进行研磨的步骤中，所述化学机械研磨液的流量为200ml/min-210ml/min，研磨时间为5秒-7秒，研磨盘对所述研磨垫施加的压力为6.5psi-7psi。进一步，在使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理的步骤中，研磨头的转速为30rpm/min‐35rpm/min，所述化学机械研磨液的流量为150ml/min-165ml/min，所述虚拟晶圆的总研磨时间为250秒-280秒。进一步，所述氧化性溶液包括双氧水。进一步，所述双氧水的浓度为30wt.％-32wt.％；处理时间为8秒‐10秒。进一步，所述去离子水的流量为200ml/min‐220ml/min，清洗时间为100秒-120秒。进一步，所述化学机械研磨液为硅通孔研磨液。进一步，所述虚拟晶圆为未进行任何器件加工工艺的晶圆。综上所述，根据本专利技术的方法，降低了研磨垫上沟槽的深度差，改善了研磨垫的平整性，从而改善凹陷缺陷，进而改善由凹陷缺陷引起的腐蚀，提高产品良率。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为用于化学机械研磨的研磨装置的示意图；图2为按照现有工艺的研磨垫的处理方法的流程图；图3为根据本专利技术的研磨垫的处理方法的流程图；图4为按照本专利技术实施例的方案处理研磨垫的流程图；图5A为分别采用经现有技术的方法和本专利技术实施例的方法处理的研磨垫，完成化学机械研磨过程后的凹陷缺陷对比的示意图；图5B为分别采用经现有技术的方法和本专利技术实施例的方法处理的研磨垫，完成化学机械研磨过程后的表面粗糙度对比的示意图；图6为采用本专利技术实施例的研磨垫使用前的方法处理的研磨垫，完成化学机械研磨过程，测得的研磨后不同位置处晶圆表面的研磨速率曲线图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本专利技术提出的一种研磨垫的处理方法。显然，本专利技术的施行并不限定于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。如图1所示，用于化学机械研磨的研磨装置包括研磨台(Platen)、固定在所述研磨台表面的研磨垫(PolishPad)101、固定所述晶圆并将所述晶圆按压在所述研磨垫上的研磨头(PolishHead)102，对研磨垫进行修整、使研磨垫在研磨的过程中始终保持粗糙度的研磨盘(ConditionDisk)103，供应研磨液(Slurry)的研磨液供应管(SlurryTube)104和向研磨垫的表面喷洒清洗液的清洗装置。按照现有工艺中的一种研磨垫处理方法的流程图如图2所示，其包括以下主要步骤：在步骤S201中，将待处理的研磨垫固定于研磨装置的研磨台上。在步骤S202中，提供化学机械研磨液，以对研磨垫表面进行处理。示例性地，化学机械研磨液的流量为200ml/min-210ml/min，处理时间为400秒-420秒，研磨盘压力为6.5psi-7.0psi。在步骤S203中，提供去离子水，以对研磨垫表面进行清洗。示例性地，去离子水的流量为180ml/min-190ml/min，清洗时间为80秒-85秒。使用这种方法处理的研磨垫进行研磨，会出现腐蚀问题，形成凹陷缺陷，严重时会使晶圆报废。鉴于以上问题，本专利技术提出了一种研磨垫的处理方法，如图3所示，其包括以下主要步骤：在步骤S301中，将待处理的研磨垫固定于研磨装置的研磨台上。在步骤S302中，提供虚拟晶圆，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理。在步骤S303中，用氧化性溶液对所述研磨垫的表面进行处理。使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理的步骤包括：对所述虚拟晶圆进行研磨处理的同时提供化学机械研磨液至所述研磨垫表面上。需要说明的是，本专利技术的虚拟晶圆是指未进行任何器件加工工艺的晶圆。根据本专利技术的处理方法，降低了研磨垫上沟槽的深度差，改善了研磨垫的平整性，从而改善凹陷缺陷，进而改善由凹陷缺陷引起的腐蚀，提高产品良率。示例性实施例示例性地，本实施例提供对TSV产品的铜化学机械研磨的研磨垫进行处理的流程，本实施例为其它研磨对象的化学机械研磨工艺中所用的研磨垫的处理方法提供参考。图4所示为按本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨垫的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将待处理的研磨垫固定于研磨装置的研磨台上；提供虚拟晶圆，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理；用氧化性溶液对所述研磨垫的表面进行处理。

【技术特征摘要】
1.一种研磨垫的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将待处理的研磨垫固定于研磨装置的研磨台上；提供虚拟晶圆，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理；用氧化性溶液对所述研磨垫的表面进行处理。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述研磨处理的步骤之前，还包括提供化学机械研磨液至所述研磨垫表面上，以对所述研磨垫表面进行研磨的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在提供氧化性溶液至所述研磨垫表面之后，所述方法还包括用去离子水对所述研磨垫表面进行清洗的步骤。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述研磨垫对所述虚拟晶圆进行研磨处理的步骤包括：对所述虚拟晶圆进行研磨处理的同时提供化学机械研磨液至所述研磨垫表面上。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述化学机械研磨液对所述研磨垫进行研磨的步骤中，所述化学机械研磨液的流量为200ml/min-210ml/min，研磨时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐强，张溢钢，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31