化学机械研磨方法以及化学机械研磨装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种化学机械研磨方法以及化学机械研磨装置，化学机械研磨方法包括：提供研磨垫、调节器；提供研磨晶体，在研磨晶体表面设置磁性材料层；将研磨晶体安置在调节器中；在调节器上设置一磁性吸附盘，用于吸附收集从调节器掉落的研磨晶体。化学机械研磨装置包括研磨垫、调节器、研磨晶体，研磨晶体表面具有磁性材料层，研磨晶体嵌于调节器中；磁性吸附盘设于调节器上，用于吸附收集从调节器掉落的研磨晶体。本发明专利技术的有益效果在于，磁性吸附盘可能够及时的将掉落的具有磁性材料层研磨晶体从研磨垫上吸附起来，这样不会对待研磨的晶圆造成划伤。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，具体涉及一种化学机械研磨方法以及化学机械研磨 目-Ο
技术介绍
化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing, CMP)作为半导体加工中必不可少的一道工艺，在晶圆加工工艺过程中被用来平坦化晶圆上的各式材料层。化学机械研磨法是利用机械式研磨原理，配合研磨液中的化学助剂对芯片表面高低起伏不定的轮廓加以磨平的平坦化技术。配合各种参数控制，化学机械研磨可使被研磨表面达到较高的平坦度。参考图1为现有技术中化学机械研磨装置的结构示意图，包括:研磨平台5、研磨头1 (head)和调节器3 (pad condit1ner),研磨平台5表面具有研磨垫(图中未示出)，研磨垫表面流动有研磨液(slurry);晶圆2 (wafer)吸附在所述研磨头1的底部，研磨平台5按照一定方向旋转，同时所述研磨头1也按照一定方向旋转，研磨垫以及研磨液对所述晶圆2进行化学机械研磨。所述调节器3的底部设有具有研磨晶体(abrasive crystal)的研磨层4,在研磨过程中，调节器3的一方面可以使研磨液在研磨垫上分布更均匀，另一方面，具有研磨晶体的研磨层4可以将研磨液中的研磨颗粒进一步打碎、细化，使研磨颗粒分布更加均匀。但是现有的化学机械研磨装置仍然不能够很好的对晶圆进行研磨，因此，如何进一步提升化学机械研磨的研磨效果，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是通过提供一种化学机械研磨方法以及化学机械研磨装置，以提升化学机械研磨的研磨效果。为解决上述问题，本专利技术提供一种化学机械研磨方法，包括:提供一研磨垫以及安置于所述研磨垫上方的调节器；提供若干研磨晶体；在所述研磨晶体的至少部分表面设置磁性材料层；将设置有磁性材料层的研磨晶体安置在所述调节器与研磨垫相对的一面中，所述研磨晶体的一部分嵌于所述调节器中，另一部分露出所述调节器；在所述调节器上设置一磁性吸附盘；进行化学机械研磨，在化学机械研磨过程中，磁性吸附盘吸附所述研磨晶体。可选的，所述研磨晶体为钻石。可选的，所述研磨晶体的平均直径在30?40微米范围内。可选的，提供截面呈五边形的研磨晶体。可选的，在研磨晶体表面设置磁性材料层的步骤包括:在所述研磨晶体所有表面包覆磁性材料层；将设置有磁性材料层的研磨晶体安置在调节器的步骤之后，所述化学机械研磨方法还包括:去除从调节器露出的研磨晶体表面的磁性材料层。可选的，在研磨晶体表面设置磁性材料层的步骤包括:在所述研磨晶体表面涂布所述磁性材料层。可选的，所述磁性材料层为钴层、镍层或者钴镍合金层。可选的，所述磁性材料层的厚度在5?10微米的范围内。此外，本专利技术还提供一种化学机械研磨装置，包括:研磨垫；安置于所述研磨垫上方的调节器；研磨晶体,所述研磨晶体的至少部分表面覆盖有磁性材料层,所述研磨晶体嵌于所述调节器与研磨垫相对的一面中，研磨晶体的一部分嵌于所述调节器中，另一部分露出所述调节器；磁性吸附盘，设于所述调节器上，用于吸附收集从调节器掉落的研磨晶体。可选的，所述研磨晶体除从调节器露出的部分以外均覆盖有磁性材料层。可选的，所述磁性材料层为钴层、镍层或者钴镍合金层。可选的，所述磁性材料层的厚度在5?10微米的范围内。可选的，所述研磨晶体为钻石。可选的，所述研磨晶体的平均直径在30?40微米范围内。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点:通过设置具有磁性材料层的研磨晶体，并在调节器上设置一磁性吸附盘，在化学机械研磨过程中，磁性吸附盘有利于减小具有磁性材料层的研磨晶体从调节器上掉落的几率；即使研磨晶体掉落在研磨垫上，磁性吸附盘能够及时的将这些掉落的研磨晶体从研磨垫上吸附收集起来，这样可以避免这些掉落的研磨晶体对待研磨的晶圆造成划伤。进一步，先在整个研磨晶体表面包覆磁性材料层，将研磨晶体安置在调节器上后，对从所述调节器露出部分的研磨晶体进行预磨，以去除研磨晶体露出部分表面的磁性材料层，以尽量避免磁性材料层落到研磨垫上，进而减小掉落的磁性材料层对研磨过程的影响。【附图说明】图1是现有技术中化学机械研磨装置的结构示意图；图2至图8为本专利技术化学机械研磨方法一实施例中各个步骤的结构示意图。【具体实施方式】现有的化学机械研磨装置仍然不能够很好地对晶圆进行研磨，一方面原因在于，参考图1，研磨层4中的研磨晶体在研磨过程中持续地受到压力以及摩擦力，因而在经过一段时间的使用后可能脱落而掉落在研磨平台5上，进而容易对晶圆2造成划伤。现有的调节器3很难做到保证研磨晶体不掉落，掉落的研磨晶体很难从研磨垫上清理掉，研磨晶体会混杂在具有研磨颗粒的研磨液中，由于研磨晶体的硬度较大，非常容易划伤待研磨晶圆的表面，从而影响化学机械研磨的研磨效果。为此，本专利技术提供一种化学机械研磨方法，包括:提供一研磨垫以及安置于所述研磨垫上方的调节器；提供若干研磨晶体；在所述研磨晶体的至少部分表面设置磁性材料层；将设置有磁性材料层的研磨晶体安置在所述调节器与研磨垫相对的一面中，所述研磨晶体的一部分嵌于所述调节器中，另一部分露出所述调节器；在所述调节器上设置一磁性吸附盘；进行化学机械研磨，在化学机械研磨过程中，磁性吸附盘吸附所述研磨晶体。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例作详细的说明。首先，提供一研磨垫，以及安置于所述研磨垫上方的调节器，所述调节器用于在进行化学机械研磨时使研磨液在研磨垫上分布更均匀，并将研磨液中的研磨颗粒进一步打碎、细化，使研磨颗粒分布更加均匀。提供若干研磨晶体；参考图2为本专利技术中的研磨晶体70的结构示意图，在本实施例中，所述研磨晶体70为截面呈五边形的研磨晶体，其中，面73用于在后续研磨晶体70嵌入调节器时作为与调节器接触的面，面71构成的尖端用于起研磨作用。但是此结构仅仅是本实施例的一个示例，本专利技术对所述研磨晶体70的形状并不作限定，所述研磨晶体70可以是其他任何形状。在本实施例中，所述研磨晶体70为钻石(diamond)。钻石本身的硬度非常高，适合用于打磨细化研磨液中的研磨颗粒。但是本专利技术对此不作限定，其他硬度较大的晶体同样可以以用作所述研磨晶体的材料，本专利技术对此不作限定。在本实施例中，所述研磨晶体70的平均直径在30?40微米范围内。研磨晶体的平均直径较小有利于打磨细化研磨液中的研磨颗粒。但是这仅仅是一个示例，在实际操作中，所述研磨晶体70的平均直径应根据实际情况进行选择，本专利技术对此不作任何限定。继续参考图3，在所述研磨晶体70的至少部分表面设置磁性材料层72。所述磁性材料层72可以在后续安置在控制器上后，被磁性吸附盘所吸附，一方面可以减少研磨晶体70掉落的几率，另一方面，即使所述研磨晶体70在研磨过程中掉落在研磨垫上，也能够及时被磁性吸附盘吸起，进而不会划伤待研磨晶圆。在本实施例中，可以采用涂布的方式在所述研磨晶体70表面设置磁性材料层72。具体地，可以通过将所述研磨晶体70浸没在凝胶的磁性金属里，以达到在研磨晶体70表面涂布磁性材料层72的目的。需要说明的是，以上方法仅为本实施例的一个示例，本专利技术旨在在研磨晶体70表面设置磁性材料层72，对于具体如何设置所述磁性材料层72不作限定，在本专利技术的其他实施例中还可以通过其它方式设置所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨方法，其特征在于，包括：提供一研磨垫以及安置于所述研磨垫上方的调节器；提供若干研磨晶体；在所述研磨晶体的至少部分表面设置磁性材料层；将设置有磁性材料层的研磨晶体安置在所述调节器与研磨垫相对的一面中，所述研磨晶体的一部分嵌于所述调节器中，另一部分露出所述调节器；在所述调节器上设置一磁性吸附盘；进行化学机械研磨，在化学机械研磨过程中，磁性吸附盘吸附所述研磨晶体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐强，魏红建，肖德元，
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：上海;31