[发明专利]CMP研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化学机械抛光（CMP）技术，尤其涉及一种可以延长化学机械抛光（CMP）研磨垫使用寿命的方法，属于半导体器件制造领域。

背景技术

目前，集成电路制造工艺中通常采用化学机械抛光（CMP）技术对层间介质或金属间介质（ILD/IMD）进行研磨，如对氧化硅等氧化物（oxide）进行抛光研磨。该研磨工艺普遍为两个研磨步骤，每步研磨分别采用不同的研磨垫，且最终的研磨效果由两次研磨步骤累加而得。

根据经验，通常当两个研磨步骤的研磨垫同时达到22小时的使用时长后，所研磨的晶圆边缘的氧化硅就会变厚，在两次研磨的累加效应下，晶圆边缘氧化硅的翘起程度会超过允许范围，从而会对后续的光刻和刻蚀工序造成影响。

为了保证CMP研磨质量，传统的方法是控制两次研磨步骤中研磨垫的使用时长，当两个研磨步骤的研磨垫使用时长达到22小时后，同时对它们进行更换。这种方法使得两个研磨垫的使用寿命都被局限在22小时左右。作为集成电路制造工艺中的消耗品，研磨垫的使用寿命越短，更换越频繁，集成电路的生产成本就越高。

有鉴于此，本发明将提供一种延长CMP工艺中研磨垫使用寿命的方法，以有效延长两步研磨工艺中研磨垫的使用时长，从而可降低集成电路的生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种可以延长CMP工艺中研磨垫使用寿命的研磨方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种CMP研磨方法，包括第一研磨步骤与第二研磨步骤，所述第一研磨步骤、第二研磨步骤采用不同的研磨垫，其特征在于：

所述第一、第二研磨步骤所采用的研磨垫的使用时长之和不大于45小时，所述第一、第二研磨步骤所采用的研磨垫的使用时长相差15小时。

作为本发明的优选方案，第一研磨步骤所采用的研磨垫的使用时长为0-15小时，达到15小时后更换使用时长为0小时的研磨垫。进一步优选地，第二研磨步骤所采用的研磨垫的使用时长为15-30小时，达到30小时后更换使用时长已经为15小时的研磨垫。

作为本发明的优选方案，第一研磨步骤所采用的研磨垫的使用时长从0小时至达到30小时更换使用时长为0小时的研磨垫；同时，第二研磨步骤所采用的研磨垫的使用时长从15小时至达到30小时更换使用时长为0小时的研磨垫，然后继续使用15小时。

作为本发明的优选方案，所述第一、第二研磨步骤采用相同的工艺条件。

作为本发明的优选方案，所述第一、第二研磨步骤的研磨垫采用相同材料和规格。 

作为本发明的优选方案，所述研磨垫均为聚亚安酯材料。

本发明的有益效果在于：本发明通过在两步研磨的CMP工艺中分别控制两片研磨垫的使用时间，利用两步研磨对晶圆膜厚的累加效应，优化了CMP工艺中研磨垫的使用及更换时间，有效延长了研磨垫在两步研磨CMP工艺中的总使用时长，提高了研磨垫的使用效率，从而可有效节省耗材，降低集成电路的生产成本。采用本发明方法，在两步研磨的CMP工艺中，研磨垫的使用寿命可以由传统的22小时提高至30小时，使研磨垫的使用寿命提高了约36%。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中在不同CMP研磨垫使用时长下，晶圆上氧化层厚度沿晶圆半径从中心到边缘的分布曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中，术语“使用时长”是指研磨垫从开始使用到当前状态所被使用的总时长；“使用寿命”是指研磨垫从开始使用到被废弃所被使用的总时长。