[發(fā)明專利]雙重CMP墊調節(jié)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 00800898.1
• 申請日: 2000-03-29
• 公開（公告）號: CN1362907A
• 公開（公告）日: 2002-08-07
• 發(fā)明（設計）人: A·H·劉;L·瓦因斯
• 申請（專利權）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: B24B53/00
• 分類號: B24B53/00;B24B21/18;B24B37/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 周備麟,楊松齡

?????????????????發(fā)明領域

本裝置總的涉及半導體器件及其制備，更具體的說，涉及半導體器件和與化學-機械拋光(CMP)有關的半導體器件的制備工具。

?????????????????發(fā)明背景

電子工業(yè)不斷地依靠半導體制造技術的進步來獲得更高級功能的器件和提高它們的可靠性及降低其成本。對于很多應用來說，這種器件的制造是很復雜的，因而要保持費用低廉的制造工藝并同時維持或提高產品質量是很難實現(xiàn)的。由于對器件性能和成本的這些要求變得更加的需要，因而實現(xiàn)一種成功的制造方法變得更加困難。

半導體器件復雜性增加的附帶結果包括不平的器件表面，當在多層互連結構中加入附加層和線路構造縮小到微米以下的線度時，這種表面不平就變得更加突出。一般來說，在該器件中的每一層都被制成圖案，這就產生了一個具有各種“臺階高度”的表面，形成該圖案的金屬就在這些臺階的地方保留在該表面上。

平面化是一描述半導體器件的表面幾何形狀的術語。當絕緣介質表面平整得如平面時，就出現(xiàn)完全平面化。當絕緣介質表面直接模仿該下面層中的金屬圖案的“臺階高度”高低不平時，就出現(xiàn)非平面化。這種平面化程度指的是可使該多變的表面幾何形狀平整或研磨成平面的程度。變化的表面幾何形狀通常是不希望的。因而在器件中形成一些附加層時，要求的平面化程度就會增大。

在半導體器件制造中通常使用的新的平面化方法是化學-機械拋光法，或CMP。在不同的制造過程之間的硅片和超大規(guī)模集成電路的平面化中CMP都是很有用的。CMP是一種流行的平面化方法，這部分是由于它在半導體器件的整體平面化中的實用性。傳統(tǒng)的平面化方法被局限于實現(xiàn)局部的平面化或小尺度的形貌變化，而CMP通常是用在大于10微米的大尺度的平面化上。

在一應用中，CMP過程包括將半導體晶片固定到晶片夾具上，使該晶片面朝下地安放在拋光墊上。該拋光墊和晶片夾都轉動。將稀的砂漿應用與該過程，一般來說該砂漿就是SiO₂粒子懸浮體的膠體氧化硅。該粒子的大小通常為100～3μm。一般都是利用一饋送桿來將砂漿施加到晶片夾具和拋光墊上。從該晶片除去材料的速度為化學和機械速度的總和。該機械除去材料的速度大致與晶片的壓力和相對速度成比例。該化學除去材料的速度是砂漿粒子尺寸和溶液的pH值的函數，其中最大的去除速度一般是利用pH值為大約11.5的砂漿獲得的。

在該CMP過程中除了利用砂漿之外，還常常利用一調節(jié)器來調節(jié)該拋光墊。該調節(jié)器有助于CMP過程和有助于延長該拋光墊的使用壽命。在該CMP過程中還需要充分而有效地對該墊和晶片自身進行清潔處理。在潔凈室環(huán)境中，保持一能盡量少地產生污染的CMP過程是很重要的。由于該砂漿粒子的尺寸是在3μm以下，因而要將它清潔干凈是很困難的，因而也就變得很重要。此外，防止由每塊晶片拋光產生的副產物累積在拋光墊上進到另外的晶片中也是有益的。

調節(jié)該拋光墊和分配砂漿的傳統(tǒng)方法是利用兩個分立的機械部件：砂漿分配桿和拋光墊調節(jié)器。利用兩個分立部件存在一些缺點。例如，分立的兩部件在該設備中占據了較大的空間。而且，砂漿不能均勻地橫向分布在拋光墊上，還可能累積在該墊的調節(jié)頭上。砂漿的不均勻分布妨礙了該拋光過程。此外，該反應的副產物不能從該拋光墊上徹底的清除。當一次不只拋光一塊晶片時，拋光墊清潔不充分就會導致反應副產物和來自某一晶片的其它物質與其它晶片接觸。這些缺點，例如，可導致長的弧線狀劃痕、淺的微劃痕、內模的厚度變化、以及殘存砂漿粒子。這些缺點最終導致明顯的產量損失和可靠性下降的問題，這部分是由于在淺劃痕區(qū)中可能的金屬夾層(stringer)和周圍的殘留砂漿粒子所致。

??????????????????????發(fā)明概述

本發(fā)明旨在提供一種用于改善該CMP工藝的方法和裝置，該改善所包括的不只限于增強拋光墊的清潔和調節(jié)作用，而且還包括更好地分配砂漿、提高晶片品質、以及快速生產等。本發(fā)明以很多實施和應用為例證，現(xiàn)將其中的一些概述于下。

按照一實施例，本發(fā)明包括一CMP拋光裝置，它至少具有兩個調節(jié)臂，兩調節(jié)臂的用途包括拋光墊的調節(jié)。該拋光裝置包含有墊的第一調節(jié)器，它被配置和安排來分配砂漿和調節(jié)該墊。第二調節(jié)器被配置和安排來清潔部分拋光墊和分配清潔用的化學藥品。

按照另一實施例，本發(fā)明旨在提供一種在CMP拋光裝置中用來調節(jié)CMP拋光墊的方法。該CMP裝置至少包括兩個調節(jié)臂。利用與一調節(jié)臂相連的第一墊調節(jié)器來分配砂漿和進行墊的調節(jié)。利用與另一調節(jié)臂相連的第二墊調節(jié)器來清潔該拋光墊的一部分。