專利名稱：化學(xué)機械拋光方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種化學(xué)機械拋光方法。
背景技術(shù)：
在集成電路的制造過程中，隨著特征尺寸的縮小和金屬互連層數(shù)的增加，對晶圓表面平整度的要求也越來越高，化學(xué)機械拋光是目前最有效的全局平坦化技術(shù)?；瘜W(xué)機械拋光是將晶圓由旋轉(zhuǎn)的拋光頭夾持，并將其以一定壓力壓在旋轉(zhuǎn)的拋光墊上，由磨粒和化學(xué)溶液組成的拋光液在晶圓和拋光墊之間流動，晶圓表面在化學(xué)和機械的共同作用下實現(xiàn)平坦化。

發(fā)明內(nèi)容
本申請的發(fā)明人認識和意識到，在實際化學(xué)機械拋光過程中，拋光墊外側(cè)的磨損往往比內(nèi)側(cè)的磨損更嚴重。究其原因，主要是拋光頭往往以某一固定的速度擺動，由于拋光墊外側(cè)的線速度大于內(nèi)側(cè)的線速度，從而導(dǎo)致了拋光墊外側(cè)的磨損比內(nèi)側(cè)更嚴重。本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種可以防止拋光墊外側(cè)過度磨損，以減輕拋光墊磨損的不均勻性，從而可以延長拋光墊的使用壽命的化學(xué)機械拋光方法。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述化學(xué)機械拋光方法包括利用拋光頭夾持晶圓以在拋光墊上對所述晶圓進行化學(xué)機械拋光，在所述化學(xué)機械拋光過程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊往復(fù)運動，其中在所述拋光頭從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，所述拋光頭的運動速度減小，且在所述拋光頭從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，所述拋光頭的運動速度增大。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法，在所述化學(xué)機械拋光過程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊往復(fù)運動，其中在所述拋光頭從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，所述拋光頭的運動速度減小，且在所述拋光頭從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，所述拋光頭的運動速度增大。由此，可以用所述拋光頭的運動速度的變化來抵消所述拋光墊不同內(nèi)徑上的線速度不均的影響，從而可以防止拋光墊外側(cè)過度磨損，以減輕拋光墊磨損的不均勻性，從而可以延長拋光墊的使用壽命。另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的化學(xué)機械拋光方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述拋光頭的運動速度分段減小且分段增大。由此，可以便于自動控制。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述拋光頭的運動速度沿所述拋光墊的徑向分段減小且分段增大。由此，可以使拋光墊的磨損更為均勻。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述拋光頭的運動速度至少分2段減小且至少分2段增大。
進一步地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述拋光頭的運動速度分2-20段減小且分2-20段增大。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述拋光頭的運動速度連續(xù)減小且連續(xù)增大。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述拋光頭的運動速度沿所述拋光墊的半徑連續(xù)減小且連續(xù)增大。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述往復(fù)運動為往復(fù)平移。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法，所述往復(fù)運動為在所述拋光墊的中心與所述拋光墊的外沿之間沿所述拋光墊的徑向的平移。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是利用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法對晶圓進行化學(xué)機械拋光的示意圖；圖2是利用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法對晶圓進行化學(xué)機械拋光的拋光墊磨損量隨拋光墊半徑的變化示意圖；和圖3是現(xiàn)有的化學(xué)機械拋光方法對晶圓進行化學(xué)機械拋光的拋光墊磨損量隨拋光墊半徑的變化示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，一體地連接，也可以是可拆卸連接；可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。本申請的發(fā)明人認識和意識到，在實際化學(xué)機械拋光過程中，拋光墊外側(cè)的磨損往往比內(nèi)側(cè)的磨損更嚴重。究其原因，主要是拋光頭往往以某一固定的速度擺動，由于拋光墊外側(cè)的線速度大于內(nèi)側(cè)的線速度，從而導(dǎo)致了拋光墊外側(cè)的磨損比內(nèi)側(cè)更嚴重。下面參考附圖來詳細描述根據(jù)本發(fā)明實施的化學(xué)機械拋光方法。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法包括利用拋光頭100夾持晶圓以在拋光墊(設(shè)在拋光盤200的上表面且覆蓋整個拋光墊200的上表面，即如圖1中所示的垂直于紙面向上的表面，拋光墊在圖中未示出)上對所述晶圓進行化學(xué)機械拋光，在所述化學(xué)機械拋光過程中，拋光頭100自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊(即相對于拋光盤200)往復(fù)運動，其中在拋光頭100從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，拋光頭100的運動速度減小，且在拋光頭100從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，拋光頭100的運動速度增大。在此需要說明的是，根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法所用到的拋光頭100、 拋光盤200、拋光液輸送臂300、修整器400、拋光墊、拋光液等可以是已知的，這對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是可以理解的，因此不再贅述。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法，在所述化學(xué)機械拋光過程中，拋光頭100 自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊往復(fù)運動，其中在拋光頭100從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，拋光頭100的運動速度減小，且在拋光頭100從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，拋光頭100的運動速度增大。由此，可以用拋光頭100的運動速度的變化來抵消所述拋光墊不同內(nèi)徑上的線速度不均的影響，從而可以防止拋光墊外側(cè)過度磨損，以減輕拋光墊磨損的不均勻性，從而可以延長拋光墊的使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，拋光頭100的運動速度可以分段減小且分段增大。由此，可以便于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法的自動控制。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，拋光頭100的運動速度沿所述拋光墊的徑向分段減小且分段增大。由此，可以使所述拋光墊的磨損更為均勻。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個示例，拋光頭100的運動速度至少分2段減小且至少分 2段增大。由此，可以便于設(shè)定自動控制的參數(shù)。進一步地，根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，拋光頭100的運動速度分2-20段減小且分2-20段增大。由此，可以進一步便于設(shè)定自動控制的參數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，拋光頭100的運動速度連續(xù)減小且連續(xù)增大。由此，可以使所述拋光墊的磨損更為均勻。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，拋光頭100的運動速度沿所述拋光墊的半徑連續(xù)減小且連續(xù)增大。由此，可以進一步使所述拋光墊的磨損更為均勻。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述往復(fù)運動為往復(fù)平移。由此，可以便于操作，而且可以更加充分地使拋光頭100到達整個拋光墊表面，從而進一步提高拋光墊磨損的均勻性。有利地，根據(jù)本發(fā)明的一個具體示例，所述往復(fù)運動為在所述拋光墊的中心與所述拋光墊的外沿之間沿所述拋光墊的徑向的平移。由此，可以進一步便于操作。圖2是利用根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的化學(xué)機械拋光方法對晶圓進行化學(xué)機械拋光的拋光墊磨損量隨拋光墊半徑的變化示意圖。由圖2可知，在利用根據(jù)本發(fā)明的實施例的化學(xué)機械拋光方法對晶圓進行化學(xué)機械拋光的過程中，由于采用拋光頭100往復(fù)運動，且拋光頭100的運動速度的變化來抵消所述拋光墊因不同內(nèi)徑而產(chǎn)生的線速度不同的影響，在所述拋光墊的半徑在0-130mm的范圍內(nèi)，拋光墊的磨損量的變化范圍為30-40 μ m， 變化較為均勻。而圖3是現(xiàn)有的化學(xué)機械拋光方法對晶圓進行化學(xué)機械拋光的拋光墊磨損量隨拋光墊半徑的變化示意圖。如圖3所示，由于拋光頭100的運動速度是恒定的，在所述拋光墊的半徑在0-130mm的范圍內(nèi)，拋光墊的磨損量的變化范圍為15-60 μ m，變化范圍較大。由以上圖2和圖3的對比可知，根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法，在所述化學(xué)機械拋光過程中，拋光頭100自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊往復(fù)運動，其中在拋光頭100從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，拋光頭100的運動速度減小，且在拋光頭100從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，拋光頭100的運動速度增大。由此，可以用拋光頭100的運動速度的變化來抵消所述拋光墊不同內(nèi)徑上的線速度不均的影響，從而可以防止拋光墊外側(cè)過度磨損，以減輕拋光墊磨損的不均勻性，從而可以延長拋光墊的使用壽命。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，包括利用拋光頭夾持晶圓以在拋光墊上對所述晶圓進行化學(xué)機械拋光，在所述化學(xué)機械拋光過程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊往復(fù)運動，其中在所述拋光頭從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，所述拋光頭的運動速度減小，且在所述拋光頭從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，所述拋光頭的運動速度增大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭的運動速度分段減小且分段增大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭的運動速度沿所述拋光墊的徑向分段減小且分段增大。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭的運動速度至少分2段減小且至少分2段增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭的運動速度分 2-20段減小且分2-20段增大。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭的運動速度連續(xù)減小且連續(xù)增大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述拋光頭的運動速度沿所述拋光墊的半徑連續(xù)減小且連續(xù)增大。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運動為往復(fù)平移。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化學(xué)機械拋光方法，其特征在于，所述往復(fù)運動為在所述拋光墊的中心與所述拋光墊的外沿之間沿所述拋光墊的徑向的平移。全文摘要
本發(fā)明公開了一種化學(xué)機械拋光方法，所述化學(xué)機械拋光方法包括利用拋光頭夾持晶圓以在拋光墊上對所述晶圓進行化學(xué)機械拋光，在所述化學(xué)機械拋光過程中，所述拋光頭自轉(zhuǎn)且相對于所述拋光墊往復(fù)運動，其中在所述拋光頭從所述拋光墊的中心向所述拋光墊的外沿移動的過程中，所述拋光頭的運動速度減小，且在所述拋光頭從所述拋光墊的外沿向所述拋光墊的中心移動的過程中，所述拋光頭的運動速度增大。根據(jù)本發(fā)明實施例的化學(xué)機械拋光方法，可以用所述拋光頭的運動速度的變化來抵消所述拋光墊不同內(nèi)徑上的線速度不均的影響，從而可以防止拋光墊外側(cè)過度磨損，以減輕拋光墊磨損的不均勻性，從而可以延長拋光墊的使用壽命。
文檔編號B24B29/00GK102294643SQ201110205779
公開日2011年12月28日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者王同慶, 路新春 申請人:清華大學(xué)