[发明专利]一种研磨方法

说明书

技术领域

本申请涉及半导体领域，特别是涉及一种研磨方法。

背景技术

随着半导体技术的发展,尤其是特大规模集成电路(ULSI)和巨大规模集成电路(GSI)的兴起，促使半导体制造由横向往垂直空间发展。垂直空间反展的一个典型示例为3维非易失性存储器(3D NAND)。

向垂直空间发展的思路促使多层金属技术出现。在芯片等生产过程中，会形成台阶。随着台阶层数的累加，表面起伏愈加明显。一方面，景深有限的镜头不能使台阶的高平面和低平面的图形同时得到很好的曝光；另一方面在台阶处光反射会造成金属图形凹口。可见，表面起伏对光刻工艺产生较大影响，为了降低对光刻的影响，进而降低对器件性能的影响，有必要对半导体结构表面进行平坦化。

传统的平坦化技术是通过反刻(Etch Back)，玻璃回流(BPSG Reflow)，旋涂玻璃(Spin On Glass，SOG)实现的，但仅能实现部分平坦化或局部平坦化。当最小特征尺寸达到0.25um以下时，传统的平坦化技术无法满足需求，化学机械研磨(CMP，Chemical Mechanical Polishing)应运而生。CMP通过化学腐蚀及机械力，对加工过程中的图形化衬底进行全局平坦化处理，从加工性能和速度上同时可以满足图形加工的要求。

然而，使用CMP技术进行平坦化，往往会造成细微的刮伤缺陷，这种刮伤缺陷可以导致生产出的产品性能异常。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种研磨方法，减少在平坦化制程工艺中产生的轻微刮伤缺陷。

本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请公开了一种研磨方法，该方法包括：

提供待研磨的半导体结构，待研磨的半导体结构至少包括研磨层和位于研磨层之下的研磨终点检测层；

采用研磨液对研磨层进行主研磨；

获取主研磨过程中用于表征研磨层表面物理性能的性能参数；

根据性能参数判断是否到达主研磨的研磨终点；

若到达主研磨的研磨终点，对研磨液进行稀释，以使稀释后的研磨液的研磨层对研磨终点检测层的选择比达到预设选择比；

以稀释后的研磨液对研磨层进行过研磨。

可选的，对研磨液进行稀释包括根据预设稀释浓度对研磨液进行稀释；预设稀释浓度根据研磨液对研磨层和研磨终点检测层的选择比与稀释浓度之间的对应关系确定。

可选的，预设稀释浓度还根据研磨液对研磨层的研磨速率与稀释浓度之间的对应关系确定。

可选的，研磨层为金属层，研磨终点检测层为非金属层时，稀释浓度的范围为50％-75％。

可选的，研磨液和稀释溶剂的流量的比值在1:1到3:1之间。

可选的，研磨方法应用于钨化学机械研磨，研磨层为金属钨层，研磨终点检测层为氧化物层。

可选的，在过研磨停止后，还包括清洗所述半导体结构表面。

可选的，清洗半导体结构表面包括原位使用去离子水冲洗。

可选的，研磨层为金属层，所述金属层表面物理性能的性能参数包括反射光强度；根据所述性能参数判断是否到达主研磨的研磨终点，包括：

判断反射光强度是否达到预设强度值；

当判断结果为是时，确定到达主研磨的研磨终点。

可选的，研磨层为非金属层，非金属层的物理表面性能的性能参数包括表面摩擦系数；根据性能参数判断是否到达主研磨的研磨终点包括：

判断表面摩擦系数的变化是否符合目标变化趋势；

当判断结果为是时，确定到达主研磨的研磨终点。

由上述技术方案可以看出，本申请通过提供待研磨的半导体结构，该半导体结构至少包括研磨层和研磨终点检测层，进行主研磨，获取用于表征研磨层表面物理性能的性能参数，根据性能参数判断是否到达主研磨的研磨终点，若到达主研磨的研磨终点，以预设稀释浓度对研磨液进行稀释，以稀释后的研磨液对研磨层进行过研磨，以使稀释后的研磨液的研磨层对研磨终点检测层的选择比达到预设选择比。本申请提供的方法，通过对研磨液以预设选择比进行稀释，使的过研磨过程中研磨液的浓度低于主研磨过程中研磨液的浓度，降低了单位研磨液中的固体颗粒的数量，减少了研磨液中的固体颗粒在过研磨时，与研磨终点检测层的接触，进而减少了半导体结构表面的细微刮伤缺陷。

附图说明