[發明專利]循環漸進平坦化方法及用于該方法的半導體研磨清潔裝置

無效

• 申請號: 200910137534.8
• 申請日: 2009-05-05
• 公開（公告）號: CN101879699A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 陳慶昌
• 申請（專利權）人: 陳慶昌
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B55/00;B08B1/00;B08B3/00;H01L21/304
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 王月玲;武玉琴

1.一種半導體研磨清潔裝置，應用于化學機械研磨制程中，該半導體研磨清潔裝置接觸一晶圓的表面，以清潔該晶圓平坦研磨中的表面，其特征在于，該半導體研磨清潔裝置包含有：

一底座體；以及

三個刷頭元件，設置于所述底座體上，且其中二個刷頭元件接合于所述底座體的兩端，而剩余一個刷頭元件接合于所述底座體上并位于所述底座體兩端之間，其中該三個刷頭元件皆位于同一平面并接觸該晶圓的表面，且接合于所述底座體兩端的刷頭元件的排列方向垂直于位于所述底座體兩端之間的刷頭元件的排列方向。

2.如權利要求1所述的半導體研磨清潔裝置，其特征在于，所述刷頭元件以一體成型或單獨設置并彼此連接的方式連接于所述底座體上。

3.如權利要求1所述的半導體研磨清潔裝置，其特征在于，

所述底座體設有三連接部，而所述連接部分別對應所述刷頭元件，且所述連接部接合所述刷頭元件；且

所述刷頭元件包括有一本體與一液體輸入單元，而該液體輸入單元連接于該本體與所述連接部之間，所述本體接觸該晶圓的一面凸設有一刮刷單元，且所述刮刷單元接觸該晶圓，以刷該晶圓的表面。

4.如權利要求3所述的半導體研磨清潔裝置，其特征在于，所述刮刷單元由橡膠、化學機械拋光墊材料或化學機械研磨后清潔晶圓用的清潔刷材料所制造而成。

5.如權利要求3所述的半導體研磨清潔裝置，其特征在于，該本體設有該刮刷單元的一面進一步開設有至少一液體噴出口，所述液體噴出口位于所述刮刷單元旁，且所述液體噴出口噴出一清潔液，所述清潔液為去離子水、去離子水蒸氣或任何具有化學清潔添加物的溶劑，而所述液體噴出口的形狀為圓形樣式或狹縫形樣式。

6.一種循環漸進平坦化方法，其應用如權利要求1所述的半導體研磨清潔裝置，其特征在于，該方法步驟包括如下：

預估晶圓總平坦化時間；

依據所述晶圓總平坦化時間，決定研磨清潔平坦化制程的循環次數；

決定每一次研磨清潔平坦化制程的參數；

執行研磨清潔制程來平坦化晶圓的表面；

每一次研磨清潔制程后，判斷晶圓表面平坦化程度是否達到所需程度；

當晶圓表面平坦化程度達到所需程度時，停止執行平坦化制程；或

當晶圓表面平坦化程度未達到所需程度時，重新執行研磨清潔平坦化制程，隨后再次判斷晶圓表面平坦化程度，借此漸進地平坦化晶圓的表面，直至晶圓表面平坦化程度達到所需程度或晶圓總平坦化時間。

7.如權利要求6所述的循環漸進平坦化方法，其特征在于，該晶圓尺寸為150mm、200mm、300mm或450mm。

8.如權利要求6所述的循環漸進平坦化方法，其特征在于，所述平坦化制程是指以化學機械研磨方式平坦化所述晶圓的表面，結合以所述半導體研磨清潔裝置清潔所述晶圓的表面。

9.如權利要求8所述的循環漸進平坦化方法，其特征在于，所述半導體研磨清潔裝置以刷頭元件刷晶圓的表面，且進一步噴出一清潔液來清潔所述晶圓的表面，而化學機械研磨方式為將所述晶圓壓置于一拋光墊上，并旋轉所述晶圓與所述拋光墊來產生機械研磨，同時將一研磨液添加至所述晶圓與所述拋光墊之間來產生化學蝕刻，借此以化學蝕刻搭配機械研磨來平坦化所述晶圓的表面。

10.如權利要求9所述的循環漸進平坦化方法，其特征在于，

平坦化制程的參數為晶圓壓置于拋光墊的壓力、研磨液的流量、晶圓旋轉速度、拋光墊旋轉速度、化學機械研磨的時間、清潔晶圓表面的時間或清潔液的流量；而

判斷晶圓表面平坦化程度的方式有終點偵測、電位差檢測或U?V光光學檢測，其中終點偵測是以所述半導體研磨清潔裝置以刷頭元件刷晶圓的表面后產生的廢棄物來進行偵測，而所述廢棄物為具有金屬離子的液體。