專利名稱：無刮傷化學機械研磨工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關一種半導體工藝，且特別是有關于一種無刮傷(nonscratch)化學機械研磨工藝(chemical mechanical polishing，簡稱CMP)。
然而，上述化學機械研磨工藝雖然能在操作期間保持去除率(removing rate)的穩(wěn)定，但是不可避免的是在完成研磨后，因為被研磨層已被去除，而使暴露出的晶片表面被研磨粒刮傷(scratch)，尤其當預定被研磨去除的層是絕緣層時，研磨初期被去除的絕緣層還會成為殘留顆粒，增加晶片表面在研磨后期被刮傷的危險。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種無刮傷化學機械研磨工藝，以避免進行化學機械研磨工藝時晶片表面被刮傷。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種無刮傷化學機械研磨工藝，以于研磨工藝后期降低研磨粒的尺寸。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種無刮傷化學機械研磨工藝，以避免研磨粒尺寸提早縮小，而無法在預定時間內完成研磨，甚或是無法達到研磨的效果。
根據上述與其它目的，本發(fā)明提出一種無刮傷化學機械研磨工藝，是使用含有二氧化硅研磨粒(silica particle)的研磨劑(polishingagent)研磨基底上的待研磨層，并且于接近研磨步驟完成之前加入可縮小研磨粒的溶液，如氫氧化鉀(potassium hydroxide，化學式為KOH)溶液，以避免晶片表面被刮傷。
本發(fā)明是通過提供可縮小研磨粒的溶液，譬如研磨粒是二氧化硅顆粒時，則可利用氫氧基溶液作為可縮小研磨粒的溶液，以使其與二氧化硅產生水解作用，因而縮減二氧化硅顆粒的尺寸，并會因此改變研磨劑的pH值。本發(fā)明也由于能縮小研磨粒的尺寸，所以可降低晶片表面被刮傷的機率。而且，最好是在接近完成研磨工藝之前加入可縮小研磨粒大小的溶液，以避免因太早加入，造成研磨粒尺寸提早縮小，而無法在預定時間內完成研磨，甚或是無法達到研磨的效果。


圖1是依照本發(fā)明的一第一實施例的無刮傷化學機械研磨工藝步驟圖；圖2是依照本發(fā)明的一第二實施例的無刮傷化學機械研磨工藝步驟圖。
100，200提供待研磨晶片110研磨晶片120加入可縮小研磨粒的溶液210將晶片置入化學機械研磨機臺220利用化學機械研磨機臺研磨晶片230加入氫氧基溶液請參照圖1，于步驟100中，提供待研磨晶片。然后，于步驟110中，研磨晶片，其中研磨晶片所使用的研磨劑(slurry)含有研磨粒(particle)，譬如是二氧化硅(silica particle)研磨粒。
接著，于步驟120中，加入可縮小研磨粒的溶液，以縮減研磨粒的尺寸，進而降低晶片表面被刮傷的機率，其中可縮小研磨粒的溶液例如是氫氧化鉀(KOH)溶液；舉例來說，當加入的氫氧化鉀溶液濃度約為1M時，研磨劑的pH值將逐漸由10變成約12，同時研磨粒顆粒尺寸也會由130納米縮減。而且，為了獲致最佳研磨效果，操作時間最好在10～30秒之間，且氫氧化鉀溶液的流速約在每分鐘10～500立方厘米之間。
此外，加入可縮小研磨粒的溶液的時間需控制在步驟110之后以及完成之前，最好是在接近完成研磨工藝之前，以避免因太早加入可縮小研磨粒的溶液，造成研磨粒尺寸提早縮小，而無法在預定時間內完成研磨，甚或是無法達到研磨的效果。
研磨后可輕易由光學顯微鏡(optical microscope，簡稱OM)或其它儀器檢查晶片表面，而獲悉晶片便得平坦并且減少缺陷。
第二實施例圖2是依照本發(fā)明的一第二實施例的無刮傷化學機械研磨工藝的步驟圖，主要是利用一化學機械研磨機臺進行研磨。
請參照圖2，于步驟200中，提供待研磨晶片。然后，于步驟210中，將晶片置入化學機械研磨機臺，以準備進行研磨。隨后，于步驟220中，利用化學機械研磨機臺研磨晶片，其中研磨晶片所使用的研磨劑含有二氧化硅研磨粒。接著，于步驟230中，加入氫氧基溶液，其中氫氧基溶液例如是氫氧化鉀(KOH)溶液；舉例來說，當加入的氫氧化鉀溶液濃度約為1M時，研磨劑的pH值將逐漸轉變成大于10，同時研磨粒顆粒尺寸也會縮減。而且，為了獲致最佳研磨效果，操作時間最好在10～30秒之間，且氫氧化鉀溶液的流速約在每分鐘10～500立方厘米之間。再者，加入氫氧基溶液的時間需控制在步驟220之后以及完成之前，最好是在接近完成研磨工藝之前。
綜上所述，本發(fā)明的特征包括1.本發(fā)明通過添加可縮小研磨粒的溶液縮減二氧化硅研磨粒的尺寸，以降低晶片表面被刮傷的機率。
2.由于本發(fā)明是在開始研磨后的一段時間之后才加入可縮小研磨粒的溶液，故能避免因太早加入可縮小研磨粒的溶液，造成研磨粒尺寸提早縮小，而無法在預定時間內完成研磨，甚或是無法達到研磨的效果。
權利要求
1.一種無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該工藝包括提供待研磨的一晶片；將該晶片置入一化學機械研磨機臺；利用該化學機械研磨機臺研磨該晶片，其中研磨該晶片的全部時間為一第一時間；以及于開始研磨該晶片后的一第二時間加入一氫氧基溶液，其中該第二時間短于該第一時間。
2.如權利要求1所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，更包括使用含二氧化硅研磨粒的一研磨劑。
3.如權利要求1所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧基溶液包括一氫氧化鉀溶液。
4.如權利要求3所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的流速在每分鐘10～500立方厘米之間。
5.如權利要求3所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的濃度約為1M。
6.如權利要求3所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的操作時間在10～30秒之間。
7.一種無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該工藝使用含一研磨粒的一研磨劑包括提供一晶片；使用該研磨劑研磨該晶片，其中研磨該晶片的全部時間為一第一時間；以及于開始研磨該晶片后的一第二時間加入可降低該研磨粒大小的一溶液，其中該第二時間短于該第一時間。
8.如權利要求7所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該研磨粒包括二氧化硅顆粒。
9.如權利要求7所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該溶液包括一氫氧化鉀溶液。
10.如權利要求9所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的流速在每分鐘10～500立方厘米之間。
11.如權利要求9所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的濃度約為1M。
12.如權利要求9所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的操作時間在10～30秒之間。
13.一種無刮傷化學機械研磨工藝，適于在一固定時間內去除一晶片上的一待磨層，其特征是，該工藝包括研磨該晶片，以去除部分該待磨層；以及于接近該固定時間時加入一可縮小研磨粒尺寸的溶液。
14.如權利要求13所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該可待磨層包括絕緣層。
15.如權利要求13所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，更包括使用含二氧化硅研磨粒的一研磨劑。
16.如權利要求15所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該可縮小研磨粒尺寸的溶液包括一氫氧基溶液。
17.如權利要求16所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧基溶液包括一氫氧化鉀溶液。
18.如權利要求17所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的流速在每分鐘10～500立方厘米之間。
19.如權利要求17所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的濃度約為1M。
20.如權利要求17所述的無刮傷化學機械研磨工藝，其特征是，該氫氧化鉀溶液的操作時間在10～30秒之間。
全文摘要
一種無刮傷化學機械研磨工藝，使用含有二氧化硅研磨粒的研磨劑研磨基底上的待研磨層，并且于接近研磨步驟完成之前加入可縮小研磨粒的溶液，以避免晶片表面被刮傷。
文檔編號H01L21/302GK1479351SQ0214187
公開日2004年3月3日 申請日期2002年8月27日 優(yōu)先權日2002年8月27日
發(fā)明者劉裕騰 申請人:旺宏電子股份有限公司