化学机械抛光方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种化学机械抛光方法及装置，属于半导体技术领域。化学机械抛光方法包括：利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。本发明专利技术能够提高硅片的表面平坦度。

【技术实现步骤摘要】
化学机械抛光方法及装置
本专利技术涉及半导体
，特别是指一种化学机械抛光方法及装置。
技术介绍
单晶硅作为半导体器件生产的基底材料，对其表面的平坦度，粗糙度，金属以及颗粒等方面有非常严格的要求，为了满足这些要求，需要通过化学机械抛光来实现。在单晶硅片工艺流程中，化学机械抛光(ChemicalMechanicalPolishing，CMP)是非常重要的一道工序，有时也称之为化学机械平坦化。所谓化学机械抛光，通常是将单晶硅片安装到晶片载体上，并与抛光垫的抛光层接触，抛光垫高速旋转，抛光介质(例如浆液)被分配到抛光垫上且吸入半导体晶片与抛光层之间的间隙中，半导体晶片在压力装置的压力作用与抛光垫相互摩擦，被研磨去除多余材料，并最终使半导体晶片的研磨面被抛光并获得平坦表面。随着近来半导体器件的更高效能与更高集成(integration)化密度和需求的增加，在半导体晶片的CMP中增进生产力与表面品质已越来越被需要，其中如何改善半导体晶片最终抛光后的抛光面的平坦度是目前化学机械抛光工艺的研究重点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种化学机械抛光方法及装置，能够提高硅片的表面平坦度。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供一种化学机械抛光方法，包括：利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第一抛光冷却阶段，在所述第一抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于等于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为10-50s。一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第二抛光冷却阶段，在所述第二抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于26℃大于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为20-60s。一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第三抛光冷却阶段，在所述第三抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度大于26℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为30-90s。一些实施例中，同一抛光冷却阶段使用的抛光液相同，不同抛光冷却阶段使用的抛光液不同。一些实施例中，所述抛光阶段的抛光时间为150s-250s。另一方面，本专利技术的实施例还提供了一种化学机械抛光装置，利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；所述装置包括抛光单元和冷却单元，所述抛光单元用于在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；所述冷却单元用于在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。一些实施例中，所述冷却单元具体用于若所述抛光盘的温度小于等于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为10-50s。一些实施例中，所述冷却单元具体用于若所述抛光盘的温度小于26℃大于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为20-60s。一些实施例中，所述冷却单元具体用于若所述抛光盘的温度大于26℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为30-90s。本专利技术的实施例具有以下有益效果：上述方案中，考虑到温度在抛光过程中会影响化学机械抛光的去除速率以及单晶硅片的平坦度和粗糙度，根据加工后抛光盘的温度变化来调整冷却液的添加剂量，能够对抛光盘进行有效地冷却；并且冷却液直接通入到抛光盘的表面，可以去除抛光盘表面的抛光液，避免不同抛光阶段的抛光液混合，防止先前的抛光液与后续通入的抛光液混合导致磨粒团聚造成的硅片表面质量变差甚至划伤，从而改善硅片表面的平坦度以及粗糙度，减少硅片表面微纳颗粒的堆积，提高了单晶硅片的表面质量。附图说明图1为本专利技术实施例化学机械抛光方法的流程示意图；图2和图3为本专利技术实施例对单晶硅片品质改善的示意图。具体实施方式为使本专利技术的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。温度在抛光过程中会影响化学机械抛光的去除速率以及单晶硅片的平坦度和粗糙度，而现有技术中冷却液的通入量是固定的，不能根据实际情况控制抛光盘温度，影响了单晶硅片的品质。本专利技术要解决的技术问题是提供一种化学机械抛光方法及装置，能够提高硅片的表面平坦度。本专利技术实施例提供一种化学机械抛光方法，包括：利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。本实施例中，考虑到温度在抛光过程中会影响化学机械抛光的去除速率以及单晶硅片的平坦度和粗糙度，根据加工后抛光盘的温度变化来调整冷却液的添加剂量，能够对抛光盘进行有效地冷却，通过冷却液实现温度控制，从而改善单晶硅片的平坦度，粗糙度以及颗粒物水平。另外，现有技术中，不同抛光阶段的不同抛光液是连续不间断地供给，例如抛光液1供液结束后立马供给抛光液2，或者，抛光液1供液过程中供给抛光液2，不同抛光液的混合可能导致固体磨粒团聚，导致硅片表面质量变差甚至产生划伤，并且冷却液是通入到抛光盘的内部，而本实施例中在抛光阶段结束后，冷却液直接通入到抛光盘的表面，可以去除抛光盘表面的抛光液，避免不同抛光阶段的抛光液混合，防止先前的抛光液与后续通入的抛光液混合导致磨粒团聚造成的硅片表面质量变差甚至划伤，从而改善硅片表面的平坦度以及粗糙度，减少硅片表面微纳颗粒的堆积，提高了单晶硅片的表面质量。一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第一抛光冷却阶段，在所述第一抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于等于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为10-50s。本实施例根据加工后抛光盘的温度变化来调整冷却液的添加剂量，能够对抛光盘进行有效地冷却，通过冷却液实现温度控制，从而改善单晶硅片的平坦度，粗糙度以及颗粒物水平。一些实施例中，所述至少两个抛光冷却阶段包括第二抛光冷却阶段，在所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学机械抛光方法，其特征在于，包括：/n利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；/n其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。/n

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光方法，其特征在于，包括：
利用至少两个抛光冷却阶段对硅片进行化学机械抛光，每一所述抛光冷却阶段依次包括抛光阶段和冷却阶段；
其中，在所述抛光阶段使用抛光液对所述硅片进行抛光；在所述冷却阶段检测抛光盘的温度，根据所述抛光盘的温度调整冷却液的添加剂量，将所述冷却液直接通入到所述抛光盘的表面对所述抛光盘进行冷却。


2.根据权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述至少两个抛光冷却阶段包括第一抛光冷却阶段，在所述第一抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于等于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为10-50s。


3.根据权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述至少两个抛光冷却阶段包括第二抛光冷却阶段，在所述第二抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度小于26℃大于25℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为20-60s。


4.根据权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，所述至少两个抛光冷却阶段包括第三抛光冷却阶段，在所述第三抛光冷却阶段，若所述抛光盘的温度大于26℃，以1L/min的流量向所述抛光盘的表面通入冷却液，供液时间为30-90s。


5.根据权利要求1所述的化学机械抛光方法，其特征在于，同一抛光冷却阶段使用的抛光液相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：任林，
申请(专利权)人：西安奕斯伟硅片技术有限公司，西安奕斯伟材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61