一种研磨方法和研磨装置制造方法及图纸

一种研磨方法和研磨装置，所述研磨方法包括以下步骤：将晶圆放置在位于研磨台上的固结磨料研磨垫上；向固结磨料研磨垫上加入研磨液，研磨晶圆；用电极吸附研磨过程产生的固体颗粒，所述电极的极性与固体颗粒所带电荷相反；所述研磨装置，包括研磨台、固结磨料研磨垫、溶液输送管，以及带有电极的电极修整器。本发明专利技术通过在研磨过程中去除研磨中产生的固体颗粒，避免了晶圆在研磨过程中被刮伤，提高晶圆研磨良率和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造工艺，特别是涉及一种研磨方法和研磨装置。
技术介绍
在半导体制造工艺中，平坦化晶圆是形成半导体器件的重要步骤之一。目前平坦化晶圆的方法一种是采用化学机械研磨法，利用研磨液与晶圆表面产生化学反应及机械研磨力平坦化晶圆表面；另一种是固结磨料研磨法，所述固结磨料研磨法如美国专利 20010044271中所公开的将磨料颗粒制成磨料层，并固定粘结在刚性层上制成研磨垫，， 然后将研磨垫放置于研磨台上，使其表面与晶圆表面接触，进行研磨。然而，化学机械研磨法，由于在研磨过程中研磨液随机分布，导致密度不均匀，研磨效果差，而且研磨液利用率低，研磨液废液容易污染环境。因此，固结磨料研磨法由于磨料利用率高、研磨精度高的特点，逐渐被取代化学机械研磨法，在半导体制造工艺中被广泛应用。图Ia和图Ib是现有技术的固结磨料研磨法研磨晶圆示意图。如图Ia所示，固结磨料研磨垫102固定在研磨台101上，所述固结磨料研磨垫102磨料层具有由磨料固结形成的小突起；晶圆103吸附固定在研磨头104上，其表面与固结磨料研磨垫102的磨料层相接触；研磨的时候，固结磨料研磨垫102在承载台101的旋转带动下旋转，晶圆103也在旋转的研磨头104带动下旋转,其与固结磨料研磨垫102作相对运动,使得晶圆103表面不断与磨料层摩擦而被研磨。如图Ib所示，由于固结磨料研磨垫102的磨料层110材料主要是二氧化铈、二氧化硅等固体颗粒，因此在研磨过程中，固结磨料研磨垫102的磨料层110与晶圆103表面不断摩擦，在机械力的作用下会产生大量固体颗粒，如二氧化硅颗粒201、二氧化铈颗粒202，这些固体不仅影响研磨效果，而且很容易造成晶圆103表面刮伤，导致晶圆报废。现有的处理方法，只是在晶圆研磨完成后，用去离子水冲洗固结磨料研磨垫102表面去除研磨过程产生的固体颗粒，以便减小固体颗粒刮伤下一片晶圆。但是这种方法并不能防止固体颗粒在研磨过程中刮伤晶圆。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种减少晶圆研磨刮伤的方法，避免用固结磨料研磨法研磨晶圆过程中，因产生固体颗粒，刮伤晶圆，导致晶圆报废，影响生产良率和效率。为解决上述问题，本专利技术采用如下技术方案一种研磨方法，包括以下步骤将晶圆放置在位于研磨台上的固结磨料研磨垫上； 向固结磨料研磨垫上加入研磨液，研磨晶圆；用电极吸附研磨过程产生的固体颗粒，所述电极的极性与固体颗粒所带电荷相反。优选的，其特征在于，所述研磨液为脯氨酸、丙胺酸和氨基乙酸的一种或多种。优选的，所述研磨液的pH值为10 11。优选的，所述固体颗粒包含二氧化硅、二氧化铈。 一种的研磨装置，包括研磨台、位于研磨台上的固结磨料研磨垫、工作时将研磨液输送至固结磨料研磨垫上的溶液输送管，还包括带有电极的电极修正器，研磨时位于固结磨料研磨垫上方且与固结磨料研磨垫具有间隙，所述电极工作时与固结磨料研磨垫上的研磨液接触。优选的，还包括清洗装置和电源，所述清洗装置通过底座固定于研磨台一侧，并通过开关与电源一端连接；所述电源另一端通过开关与所述电极修整器连接。优选的，所述电源电压为O 30伏。优选的，所述电极材料为不导电材料优选的，所述电极表面覆有金属膜。优选的，所述电极材料为导电材料。优选的，所述电极表面覆有绝缘薄膜。优选的，所述电极为圆柱形或长条形。优选的，所述溶液输送管输送的研磨液为碱性溶液。优选的，所述电极工作时，所述电源一端通过开关与电极修整器连接，电源另一端通过开关与研磨台连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点在研磨过程中，将电极修整器置于固结磨料研磨垫上方且与固结磨料研磨垫具有间隙，电极修整器上的电极与固结磨料研磨垫上的研磨液接触，并使电极极性与固体颗粒所带电荷相反，吸附固体颗粒。由于所述固体颗粒主要为二氧化铈、二氧化硅，其等电点比较低，在碱性溶液，所述固体颗粒带有负电荷；而所述电极带有正电荷，因此当二者接触时， 根据电荷的异性相吸原理，固体颗粒会被吸附到电极上。本专利技术的方法可以去除研磨过程中产生的固体颗粒，防止固体颗粒在研磨过程中刮伤晶圆，提高了生产的良率和效率。附图说明图Ia和图Ib是现有技术的固结磨料研磨法研磨晶圆示意图；图2是本专利技术提供的研磨方法的具体实施例流程图；图3a和图3b是本专利技术的提供的研磨装置结构示意图；图4至图8是本专利技术的研磨方法具体实施例示意图。具体实施例方式专利技术人在现有固结磨料研磨法中，固结磨料研磨垫的磨料层是由二氧化硅、二氧化铈等固体颗粒粘结组成，在研磨过程中，由于与晶圆表面不断摩擦、挤压，在横向和纵向剪切力的作用下，二氧化硅、二氧化铈等固体颗粒逐渐游离出来；随着研磨的进行，产生的固体颗粒越来越多，越来越容易将晶圆表面刮伤。现有的做法，只是在晶圆研磨结束后，用去离子水冲洗固结磨料研磨垫，去除研磨过程中产生的固体颗粒，尽量减少下次研磨时，晶圆表面被固体颗粒刮伤。但是这种方法作用有限，特别是对于研磨过程中晶圆表面的刮伤无法避免。针对上述问题，专利技术人提出一种解决方案，具体为如图2所示，执行步骤SllJf 晶圆放置在位于研磨台上的固结磨料研磨垫上；执行步骤S12，向固结磨料研磨垫上加入研磨液，研磨晶圆；执行步骤S13，用电极吸附研磨过程产生的固体颗粒，所述电极的极性与所述固体颗粒所带电荷相反。本专利技术的研磨方法，利用固结磨料研磨法中研磨产生的固体颗粒，主要为二氧化硅、二氧化铈，其等电点比较小，在碱性研磨液中带负电荷的特性，在研磨过程中，使用带有正电荷的电极与研磨液接触，根据电荷的异性相吸原理，使固体颗粒吸附在电极上，从而可以在研磨过程中去除固体颗粒，减少固体颗粒对研磨中晶圆的刮伤，提高晶圆研磨的良率和效率。本专利技术还提供了应用于上述研磨方法的研磨装置。图3a和图3b为本专利技术提供的研磨装置俯视示意图。如图3a所示,研磨装置包括研磨台(未示出)、固结磨料研磨垫102、 溶液输送管108以及电极修整器105 ;其中，所述固结磨料研磨垫102放置于研磨台上，通过固定于与研磨台同一底座的输入和输出滚筒(未示出)进行移动，研磨过程中，固结磨料研磨垫102与研磨台相对静止；所述溶液输送管108通过连接装置(未示出)固定于这个研磨装置的侧壁或底部，所述溶液输送管108出口位于固结磨料研磨垫102上方，靠近所述固结磨料研磨垫102中心；所述电极修整器105通过支撑结构(未示出)固定于研磨台旁边，所述电极修整器105与所述支撑结构活动连接，使得电极修整器105能够旋转移动于固结磨料研磨垫102上方,并与固结磨料研磨垫102表面形成一定间隙；所述电极修整器105 一端为电极1051。进一步地，所述研磨装置还包括电源200、开关2001和清洗装置106 ;所述电源 200、开关2001和清洗装置106通过底座(未示出)固定于研磨台旁边；所述电源200 —端通过开关2001与电极修整器105连接，电源200另一端通过开关2001与研磨台相连接；所述电极修整器105可以旋转移动至所述清洗装置106中。继续参考图3a，研磨时，将所述电极修整器105移至固结磨料研磨垫102上方，并使电极修整器105的电极1051与固结磨料研磨垫102上的溶液接触；所述电源200向电极修整器105提供电源，使电极修整器105的电极1051带上电荷，所述电荷极性和固体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵群，蒋莉，黎铭琦，王庆玲，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：