研磨晶圆的方法技术

本公开涉及一种研磨晶圆的方法。一晶圆被研磨，通过使用第一化学物质进行化学反应以改变晶圆上的材料层的第一部分的性质。进行第一冲洗以去除第一化学物质，且延缓化学反应。接着进行机械研磨制程以去除材料层的第一部分。

Method of grinding wafer

【技术实现步骤摘要】
研磨晶圆的方法
本公开实施例涉及一种半导体制造方法，特别涉及一种研磨晶圆的方法。
技术介绍
化学机械研磨(Chemicalmechanicalpolishing，CMP)技术被使用以制造半导体集成电路。在化学机械研磨期间，通过在施加力以将晶圆按压在研磨垫上的同时，使晶圆靠着研磨垫旋转，使包括用于形成集成电路的材料的晶圆被面向下研磨。
技术实现思路
本公开实施例提供一种研磨晶圆的方法，包括：使用第一化学物质氧化晶圆上的材料层的第一部分，以产生氧化层；进行第一冲洗以去除第一化学物质；以及在进行第一冲洗的操作之后，进行机械研磨制程以去除氧化层。本公开实施例提供一种研磨晶圆的方法，包括：使用第一化学物质进行化学反应，以改变晶圆上的材料层的第一部分的性质；进行第一冲洗以去除第一化学物质，且延缓化学反应；以及在进行第一冲洗的操作之后，进行机械研磨制程以去除材料层的第一部分。本公开实施例提供一种研磨晶圆的方法，包括进行机械研磨制程，以去除晶圆上的材料层的第一部分，包括：对晶圆或研磨垫的至少一者施加包括数个磨料粒子的研磨浆，各磨料粒子具有30纳米或较小的尺寸；以及通过研磨垫对着晶圆施加0.5磅每平方英寸或较小的压力。附图说明根据以下的详细说明并配合附图做完整公开。应被强调的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。图1A示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图1B示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的氧化制程。图1C示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图1D示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的冲洗。图1E示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图1F示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的机械研磨。图1G示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图1H示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的冲洗。图1I示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图2A示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的氧化制程。图2B示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图2C示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的冲洗。图2D示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图2E示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的机械研磨。图2F示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图2G示出根据一些实施例的在晶圆之上进行的冲洗。图2H示出根据一些实施例的晶圆的剖面图。图3示出根据一些实施例的被机械性地研磨的晶圆。图4示出根据一些实施例的晶圆承载座。其中，附图标记说明如下：100、300研磨设备101基板102、312半导体晶圆104、302转盘106、316晶圆承载座108修整器臂110、304研磨垫112、308研磨浆分配设备114材料分配设备116第一化学物质118材料层120氧化层122冲洗设备124冲洗材料126、128、208、212、306旋转130、214压力132、310研磨浆134、216去除136第二冲洗材料202第二化学物质206第三冲洗材料210第二研磨浆218第四冲洗材料314载体膜320力404锁定结构406平台408由上而下的视图410、412侧视图414唇台具体实施方式以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同特征。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本公开书叙述了一第一特征形成于一第二特征之上或上方，即表示其可能包含上述第一特征与上述第二特征是直接接触的实施例，亦可能包含了有附加特征形成于上述第一特征与上述第二特征之间，而使上述第一特征与第二特征可能未直接接触的实施例。另外，以下公开书不同范例可能重复使用相同的参考符号及/或标记。这些重复是为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例及/或结构之间有特定的关系。此外，与空间相关用词，例如“在…下方”、“下方”、“较低的”、“上方”、“较高的”及类似的用词，是为了便于描述图示中一个元件或特征与另一个(些)元件或特征之间的关系。除了在附图中示出的方位外，这些空间相关用词意欲包含使用中或操作中的装置的不同方位。装置可能被转向不同方位(旋转90度或其他方位)，则在此使用的空间相关词也可依此相同解释。如本文所提供，在一些实施例中，研磨制程在包括晶粒(die)的半导体晶圆之上进行，且集成电路被形成在晶粒中；化学反应是用以软化被研磨的材料层的顶部表面，且时间上与机械研磨制程分开。在一些实施例中，分开化学反应与机械研磨制程减少了如若由被研磨的材料层、化学研磨浆、磨料粒子以及研磨垫之间交互作用所致的复杂性而导致的不确定性。在一些实施例中，化学反应及机械研磨制程在机械研磨制程的参数被控制的同时叠代地重复，上述参数被控制以实现小于每研磨周期2纳米的材料或小于每分钟10纳米的材料的去除率，借此实现准原子层(quasiatomiclayer)的去除。在一些实施例中，被控制的机械研磨制程的参数包括被施加在晶圆及研磨垫之间的力、研磨浆的固体内容物(solidcontent)、包含在研磨浆之中的磨料的粒子尺寸等。举例来说，在一些实施例中，在机械研磨制程期间，约0.5磅每平方英寸(psi)或较小的压力通过研磨垫对着半导体晶圆而施加或通过半导体晶圆对着研磨垫而施加。在一些实施例中，包括约0.5重量百分比(wt％)或较小的固含量浓度(例如：磨料粒子)的研磨浆在机械研磨制程期间被使用。在一些实施例中，机械研磨制程使用包括磨料粒子的研磨浆，各磨料粒子具有约30纳米或较小的尺寸，或所述磨料粒子具有约30纳米或较小的平均尺寸。图1A至图1I是根据一些实施例示出研磨制程期间半导体晶圆的研磨制程及半导体晶圆的剖面图。参照图1A，半导体晶圆102包括即将被研磨的材料层118。材料层118被设置在基板101上面。在被示出的实施例中，材料层118被直接地设置在基板101上。在其他实施例中，一或多个中介层被设置在基板101及材料层118之间。材料层118包括金属或其他适合于研磨的材料。在一些实施例中，材料层118包括二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、多晶硅(Poly-Si)、铝(Al)、钨(W)、氮化钛(TiN)、钛(Ti)、氮化钽(TaN)、钽(Ta)、铪氧化物(HfOx)、锆氧化物(ZrOx)、铝锆氧化物(AlZrOx)、碳化钛铝(TiAlC)、钛铝(TiAl)、钴(Co)、钌(Ru)、非晶硅(a-Si)、硅化镍(NiSi)、硅化钴(CoSi)、硅化钴镍(CoNiSi)、铝氧化物(AlOx)、铱氧化物(IrOx)、铜(Cu)、低介电系数介电质(low-kdielectric)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研磨晶圆的方法，包括：/n使用一第一化学物质氧化一晶圆上的一材料层的一第一部分，以产生一氧化层；/n进行一第一冲洗以去除该第一化学物质；以及/n在进行该第一冲洗的操作之后，进行一机械研磨制程以去除该氧化层。/n

【技术特征摘要】
20181130 US 62/774,045;20190225 US 16/283,9281.一种研磨晶圆的方法，包括：
使用一第一化学物质氧化一晶圆上的一材料层的一第一部分，以产生一氧化层；
进行一第一冲洗以去除该第一化学物质；以及
在进行该第一冲洗的操作之后，进行一机械研磨制程以去除该氧化层。


2.如权利要求1所述的研磨晶圆的方法，其中：
进行该机械研磨制程包括暴露该材料层在该氧化层之下的一第二部分；以及
该研磨晶圆的方法还包括使用一第二化学物质氧化该材料层的该第二部分，以产生一第二氧化层。


3.如权利要求2所述的研磨晶圆的方法，还包括：
在进行该机械研磨制程的操作与氧化该材料层的该第二部分的操作之间进行一第二冲洗。


4.如权利要求1所述的研磨晶圆的方法，其中，进行该机械研磨制程的操作包括对该晶圆或一研磨垫的至少一者施加一研磨浆，该研磨浆包括0.5重量百分比或较小的固含量浓度。


5.一种研磨晶圆的方法，包括：
使用一第一化学物质进行一化学反应，以改变一晶圆上的一材料层的一第一部分的一性质；
进行一第一冲洗以去除该第一化学物质，且延缓该化学反应；以及
在进行该第一冲洗的操作之后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李胜男，蔡腾群，李储安，吴振豪，廖峻宏，赵皇麟，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71