[發明專利]晶片拋光方法與晶片拋光設備

無效

• 申請號: 200810035252.2
• 申請日: 2008-03-27
• 公開（公告）號: CN101256952A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 薛松生
• 申請（專利權）人: 薛松生
• 主分類號: H01L21/302
• 分類號: H01L21/302
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉粉寶

技術領域

本發明涉及一種晶片拋光方法，尤指一種在化學機械研磨(CMP)之后利用離子或等離子光束對晶片表面進行更高精度的拋光處理的晶片拋光方法。本發明還涉及一實施該方法晶片拋光設備。

背景技術

當今電子元器件的集成度越來越高，例如奔騰IV就集成了四千多萬個晶體管，要使這些晶體管能正常工作，就需要對每一個晶體管加一定的電壓和電流，這就需要引線來將如此多的晶體管連接起來，但是將這么多的晶體管連接起來，平面布線是不可能的，只能夠立體布線或多層布線，在制造這些連線的過程中，必然導致晶片表面嚴重的不平整。目前使用最為廣泛的平坦化技術就是化學機械研磨(CMP)，CMP技術兼其有研磨性物質的機械式研磨與酸堿溶液的化學式研磨兩種作用，可以使晶片表面達到全面性的平坦化，其是通過把晶片放在旋轉的研磨墊上，再加一定壓力，用化學研磨液來研磨。

但是，隨著各種設備上的關鍵尺寸變得越來越小，對晶片表面平坦度的要求越來越高，傳統的CMP技術已不能滿足目前對晶片表面平坦度的要求，因此在CMP之后的晶片表面拋光技術已變的越來越重要。且傳統的CMP技術只能對晶片的表面進行整體的研磨，難以實現對晶片表面進行精確的逐點處理，這也使CMP技術難以取得更高的精度。且又由于目前的晶片表面尺寸變得越來越大，如200MM，300MM，450MM，這又為如何實現逐點研磨帶來了新的難度。

因此，目前的晶片表面拋光技術尚有需要改進之處，以滿足日益提高的晶片表面平坦化要求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題為提供一種新的晶片拋光方法與設備，用以在CMP之后對晶片表面進行進一步的精加工，從而提高晶片表面平坦化程度。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種晶片拋光方法，利用離子或等離子光束對晶片表面進行蝕刻從而達到拋光效果，包括以下步驟：確定晶片表面各點需蝕刻的厚度；響應所述需蝕刻的厚度并結合離子或等離子蝕刻率計算出各點需蝕刻的時間；通過離子或等離子光束發生器產生離子或等離子光束對一蝕刻點進行蝕刻，當達到所述蝕刻時間后，移動所述晶片，對下一蝕刻點進行蝕刻。

通過上述方法，可以在CMP之后對晶片表面進行進一步的精加工，由需蝕刻的厚度與離子或等離子蝕刻率(即離子或等離子光束在單位時間內的蝕刻量)來計算出晶片表面每個蝕刻點的蝕刻時間，從而實現了對蝕刻過程的精確控制，大大提高了晶片表面的平坦化程度，可在CMP后實現5-10倍的改進。且可實現對晶片表面某一特定點實現單獨處理。

本發明的進一步改進在于：可通過以下步驟確定晶片表面各點需蝕刻的厚度：測定晶片表面各點的厚度；計算所述各點厚度與規定達到的厚度之間的差值，從而確定需蝕刻的厚度。由此非常精確的控制晶片表面各點的蝕刻厚度，保障了蝕刻的準確性。

本發明的進一步改進在于：所述離子或等離子蝕刻率通過離子或等離子類型，需蝕刻的材料，離子或等離子光束發生器的功率以及所述離子或等離子光束在晶片表面聚焦的光斑大小等因素來確定。離子或等離子蝕刻率，即離子或等離子光束在單位時間內的蝕刻量。通過離子或等離子類型，需蝕刻的材料，固定的或者經過校正的離子或等離子光束發生器的功率以及離子或等離子光束在晶片表面聚焦的光斑大小來精確得出該離子或等離子光束在單位時間內的蝕刻量。其中，可根據所需蝕刻點的厚度情況，通過在豎直方向移動所述離子或等離子光束發生器來調節所述離子或等離子光束的光斑大小，所述光斑的較佳調節范圍為小于10mm。

本發明的進一步改進在于：所述離子或等離子光束在水平方向上固定，通過在水平方向上移動所述晶片，對晶片表面各點進行蝕刻。

本發明的進一步改進在于：所述離子或等離子光束為非反應離子或等離子束Ar、Ne、Kr或Xe。可通過上述惰性氣體以物理蝕刻的方法對各蝕刻點進行蝕刻；所述離子或等離子光束為也可以反應離子或等離子束CH₃、CF₄、SF₆、NF₃、N₂、O₂或BCl₃，此時通過化學反應蝕刻的方法對各蝕刻點進行蝕刻。

本發明的進一步改進在于：通過反射計、偏振光橢圓率測量儀、超聲波或X射線來測定所述晶片表面各點的厚度。可通過上述裝置非常精確地測定待處理晶片表面各點的厚度。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種晶片拋光設備，其包括：