研磨墊整理方法及研磨機臺與流程

本發明涉及化學機械研磨領域，特別涉及一種研磨墊整理方法及研磨機臺。

背景技術：

通常，在半導體工藝車間內所進行的CMP工藝是指化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing)工藝或者稱為化學機械平坦化工藝。化學機械研磨工藝是一個復雜的工藝過程，它是將晶圓表面與研磨墊的研磨表面接觸，然后，通過晶圓表面與研磨表面之間的相對運動將晶圓表面平坦化，通常采用化學機械研磨設備，也稱為研磨機臺或拋光機臺來進行化學機械研磨工藝。

如圖1所示，現有的研磨機臺包括研磨墊110、研磨頭120和研磨墊整理器以及研磨液供應管路150，所述研磨器整理器包括用于整理研磨墊110的研磨盤130和驅動機構140，所述驅動機構140帶動所述研磨盤130轉動，所述研磨盤130是圓形的，所述研磨盤130的工作表面設有研磨顆粒并且設有若干由內向外的溝槽，所述溝槽用于排除研磨液副產物。

進行研磨工藝時，將需要研磨的晶圓附著在研磨頭120上，該晶圓的待研磨面向下并接觸相對旋轉的研磨墊110，研磨頭120提供的下壓力將該晶圓緊壓到研磨墊110上，所述研磨墊110是粘貼于平臺上，當該平臺在馬達的帶動下旋轉時，與此同時，研磨頭110也進行相應運動；同時，研磨液通過研磨液供應管路105輸送到研磨墊110，并通過離心力均勻地分布在研磨墊110上。研磨工藝所使用的研磨液一般包含有化學腐蝕劑和研磨顆粒，通過化學腐蝕劑和所述待研磨表面的化學反應生成較軟的容易被去除的材料，然后通過機械摩擦將這些較軟的物質從被研磨晶圓的表面去掉，達到全局平坦化的效果。

在研磨過程中，研磨墊110不停轉動，研磨頭120將晶圓(未圖示)壓在研磨墊110上，且研磨頭120一邊做自轉一邊沿研磨墊110半徑方向來回擺動，在研磨墊上留下運動軌跡100，最終，實現對晶圓的研磨。與此同時，由于在研 磨過程中，研磨墊110的表面容易出現污垢或表面磨壞現象，因此需要同時用研磨墊整理器對研磨墊110進行清潔或是改善研磨墊表面狀況，以獲得更好的研磨效果。

但是，采用現有的研磨墊整理方法去除研磨墊表面所殘留污垢或研磨顆粒，其效果還是不夠理想，因此如何提供提高晶圓的良率的研磨墊整理方法、研磨墊整理器及研磨機臺是本領域技術人員亟待解決的一個技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種研磨墊整理方法及研磨機臺，以解決由于無法徹底去除研磨墊表面所殘留的污垢或研磨顆粒，導致殘留的污垢或研磨顆粒污染晶圓，降低產品良率的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種研磨墊整理方法，所述研磨墊整理方法包括：對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行同方向轉動；

研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行反方向轉動，和/或，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤中一個靜止而另外一個轉動。

可選的，在所述的研磨墊整理方法中，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：

首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿原方向繼續轉動。

可選的，在所述的研磨墊整理方法中，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：

首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述轉盤停止轉動，所述研磨盤沿原方向繼續轉動。

可選的，在所述的研磨墊整理方法中，所述研磨盤與所述轉盤進行反向轉動時，所述轉盤的轉速為60～65rpm/min，所述研磨盤的轉速為15～20rpm/min，所述研磨盤施加在所述研磨墊上的壓力為4.50～4.65psi。

可選的，在所述的研磨墊整理方法中，所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿 原方向繼續轉動時，所述轉盤的轉速為30～35rpm/min，所述研磨盤施加在所述研磨墊上的壓力為0.50～1.00psi。

可選的，在所述的研磨墊整理方法中，對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤施加在所述研磨墊上的壓力為4.85～5.15psi，所述轉盤的轉速為60～65rpm/min，所述研磨盤的轉速為28～32rpm/min。

可選的，在所述的研磨墊整理方法中，所述同方向轉動是順時針轉動或逆時針轉動。

本發明還提供一種研磨機臺，所述研磨機臺包括：研磨墊、承載所述研磨墊的轉盤、驅動所述轉盤轉動的轉盤驅動機構、用以整理所述研磨墊的研磨盤、以及驅動所述研磨盤轉動的研磨盤驅動機構，其特征在于，

對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行同方向轉動；

研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行反方向轉動，和/或，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤中一個靜止而另外一個轉動。

可選的，在所述的研磨機臺中，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：

首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿原方向繼續轉動。

可選的，在所述的研磨機臺中，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：

首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述轉盤停止轉動，所述研磨盤沿原方向繼續轉動。

在本發明所提供的研磨墊整理方法及研磨機臺中，對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行同方向轉動；研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行反方向轉動，和/或，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤中一個靜止而 另外一個轉動。從而使得研磨盤與研磨墊接觸的接觸面所受的力方向不同，研磨墊上殘留顆粒較容易去除，提高了整理后的研磨墊表面的清潔度，避免了殘留顆粒污染晶圓的現象，提高了產品良率。

附圖說明

圖1是現有的研磨機臺的結構示意圖；

圖2是本發明的研磨墊整理方法的流程圖；

圖3a～3c是本發明實施例一中研磨墊整理方法不同步驟的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明提出的研磨墊整理方法及研磨機臺作進一步詳細說明。根據下面說明和權利要求書，本發明的優點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

請參考圖2，其為本發明的研磨墊整理方法的流程圖，如圖2所示，所述的研磨墊整理方法，具體包括如下步驟：

首先，執行步驟S1，對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行同方向轉動；

具體的，在對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，(也就是晶圓進行化學機械研磨時，研磨墊的整理方法)，所述研磨盤與所述轉盤進行同方向轉動，所述研磨盤施加在所述研磨墊上的壓力為4.85～5.15psi，所述轉盤的轉速為60～65rpm/min，所述研磨盤的轉速為28～32rpm/min。其中，所述同方向轉動是順時針轉動或逆時針轉動。

接著，執行步驟S2，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行反方向轉動，和/或，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤中一個靜止而另外一個轉動。

執行步驟S2主要針對一片晶圓進行完化學機械研磨后，對研磨墊進行整理的方法，也是本申請的技術方案的核心所在。具體的，對于所述研磨盤與承載 所述研磨墊的轉盤中一個靜止而另外一個轉動具體包括如下兩個實施例。

實施例一：

研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；接著，所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿原方向繼續轉動。

進一步的，所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿原方向繼續轉動時，所述轉盤的轉速為30～35rpm/min，所述研磨盤施加在所述研磨墊上的壓力為0.50～1.00psi。

為了較好的理解本發明的技術方案，這里以實施例一進行具體的闡述，具體請結合圖3a～3c所示的內容進行理解。

如圖3a所示，其為在對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓對研磨墊進行整理的結構示意圖，此時研磨盤與轉盤均做逆時針轉動(當然也可同為順時針運動)，對于該過程中，研磨盤及研磨盤等工作的過程是本領域技術人員所公知的，此處就不再贅述。

如圖3b所示，其為在研磨完一片晶圓后至開始進行下一片晶圓研磨之前的過程中,所述研磨盤與所述轉盤進行反向轉動的結構示意圖。圖3b中轉盤做逆時針轉動，而研磨盤做逆時針運動。由于研磨盤與轉盤進行反向轉動，使得研磨盤與研磨墊接觸的表面的力的方向與之前圖3a中同方向轉動時相反，研磨墊上殘留顆粒在力的作用下，更容易去除，提高了研磨墊的清潔度。

如圖3c所示，其為在研磨完一片晶圓后至開始進行下一片晶圓研磨之前的過程中,所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿原方向繼續轉動的結構示意圖。圖3c中，轉盤沿如圖3b所示的逆時針轉動，而此時研磨盤已停止轉動，此時研磨盤在驅動機構的驅動下仍然沿所述研磨墊半徑方向來回擺動。

實施例二：

研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：

首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述轉盤停止轉動，所述研磨盤沿原方向繼續轉動。

其中，實施例一或實施例二中，所述研磨盤與所述轉盤進行反向轉動時， 所述轉盤的轉速為60～65rpm/min，所述研磨盤的轉速為15～20rpm/min，所述研磨盤施加在所述研磨墊上的壓力為4.50～4.65psi。

對于實施例二的具體過程請參考實施例一中所列舉的例子，這里就不在贅述。

需要說明的是，在步驟S1及步驟S2中，在研磨墊上添加研磨液優選為SiO2顆粒濃度為5％～18％的研磨液。

相應的，本申請還提供一種研磨機臺，包括研磨墊、承載所述研磨墊的轉盤、驅動所述轉盤轉動的轉盤驅動機構、用以整理所述研磨墊的研磨盤、以及驅動所述研磨盤轉動的研磨盤驅動機構，對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行同方向轉動；研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行反方向轉動，和/或，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤中一個靜止而另外一個轉動。

進一步的，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述研磨盤停止轉動，所述轉盤沿原方向繼續轉動。

進一步的，研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，包括：首先，所述研磨盤與所述轉盤進行反方向轉動；

接著，所述轉盤停止轉動，所述研磨盤沿原方向繼續轉動

綜上，在本發明所提供的研磨墊整理方法及研磨機臺中，對晶圓進行研磨時，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行同方向轉動；研磨完一片晶圓后至對下一片晶圓進行研磨之前的過程中，研磨盤下壓至研磨墊以對研磨墊進行整理，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤進行反方向轉動，和/或，所述研磨盤與承載所述研磨墊的轉盤中一個靜止而另外一個轉動。從而使得研磨盤與研磨墊接觸的接觸面所受的力方向不同，研磨墊上殘留顆粒較容易去除，提高了整理后的研磨墊表面的清潔度，避免了殘留顆粒污染晶圓的現象，提高了產品良率。

上述描述僅是對本發明較佳實施例的描述，并非對本發明范圍的任何限定，本發明領域的普通技術人員根據上述揭示內容做的任何變更、修飾，均屬于權 利要求書的保護范圍。