[發(fā)明專利]一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010613307.0
• 申請(qǐng)日: 2010-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102528652A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧武鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號(hào): B24B37/34
• 分類號(hào): B24B37/34;B24B53/12
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 駱蘇華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置領(lǐng)域，特別涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置。

背景技術(shù)

在半導(dǎo)體工藝領(lǐng)域，化學(xué)機(jī)械研磨技術(shù)(CMP技術(shù))兼具有機(jī)械式研磨與化學(xué)式研磨兩種作用，可以使整個(gè)晶圓表面達(dá)到平坦化，以便于后續(xù)進(jìn)行薄膜沉積等工藝。在進(jìn)行CMP的過程中，通過研磨頭將待研磨的晶圓壓在研磨墊上并帶動(dòng)晶圓旋轉(zhuǎn)，而研磨墊則以相反的方向旋轉(zhuǎn)。在進(jìn)行研磨時(shí)，通過研磨漿料輸送裝置將所需的研磨漿料添加到晶圓與研磨墊之間，然后，隨著研磨墊和待研磨晶圓之間的高速方向運(yùn)轉(zhuǎn)，待研磨晶圓表面的反應(yīng)產(chǎn)物被不斷地剝離，反應(yīng)產(chǎn)物隨著研磨漿料被帶走。進(jìn)一步地，待研磨晶圓的新表面又會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物再被剝離出來，這樣循環(huán)往復(fù)，在機(jī)械研磨和化學(xué)腐蝕的共同作用下，使晶圓表面平坦化。

在研磨過程中，由于漿料輸送裝置無法使輸送的研磨漿料均勻地分布在所述研磨墊上，從而可能會(huì)影響晶圓的研磨效果，因此在現(xiàn)有技術(shù)中，通常還可以在靠近所述研磨墊附近設(shè)置一個(gè)或者多個(gè)修正器來對(duì)所述研磨墊進(jìn)行修正。所述修正通常為：(1)通過對(duì)所述研磨墊上的研磨漿料分布位置的調(diào)整，使所述研磨漿料均勻地分布在所述研磨墊上；(2)在研磨過程中，通過對(duì)所述研磨墊隨時(shí)修正，從而使所述研磨墊始終保持一種多孔、微觀上凹凸不平的結(jié)構(gòu)，保證其研磨晶圓的效果。通常所使用的修正器為金剛石修正器，具體地，可以參考中國專利申請(qǐng)?zhí)枮?01020149837.X的化學(xué)機(jī)械研磨用金剛石修整器中所描述的技術(shù)方案，在此不予贅述。

但是，在現(xiàn)有的CMP制程中常常會(huì)使晶圓表面產(chǎn)生劃痕(scratch)，從而影響產(chǎn)品的優(yōu)良率。根據(jù)劃痕的磨損程度可以分成微劃痕(Micro-scratch)和大劃痕(Macro-scratch)。其中造成晶圓表面Micro-scratch的成因主要是研磨過程中的微粒與晶圓表面的摩擦所造成，這些微粒主要來自于研磨液中研磨粒的聚集，以及研磨機(jī)臺(tái)或外界環(huán)境在研磨過程中所造成的污染。而造成晶圓表面Macro-scratch主要因?yàn)檠心ミ^程中，研磨墊上有硬物破壞晶圓表面，這些硬物可能是研磨墊修正器上的鉆石脫落或研磨液中研磨粒的聚集。這些在CMP制程中產(chǎn)生的劃痕會(huì)被后續(xù)淀積的金屬層填充，而當(dāng)所制成的芯片尺寸越來越小時(shí)，所述劃痕中的金屬就很可能使與之接觸的相鄰金屬線之間產(chǎn)生短路，從而造成產(chǎn)品缺陷。

針對(duì)上述問題，在現(xiàn)有技術(shù)中，提出了一些相關(guān)的解決方案，例如，通過改進(jìn)研磨漿料的組成成分、調(diào)整研磨墊或者研磨頭的轉(zhuǎn)速、減小研磨頭對(duì)晶圓向下的壓力等方法。通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，這些方法確實(shí)在一定程度上改善了所述晶圓表面產(chǎn)生劃痕的缺陷。但是，由于現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨裝置中通常使用金剛石修正器來對(duì)所述研磨墊表面進(jìn)行修正，可是在研磨過程中，所述修正器上的金剛石顆粒常常會(huì)散落在研磨墊上，這樣當(dāng)待研磨晶圓接觸到這些金剛石顆粒時(shí)會(huì)使其表面產(chǎn)生劃痕。但是現(xiàn)有技術(shù)中沒有提供相關(guān)可以實(shí)現(xiàn)將這些金剛石顆粒移出所述研磨墊的技術(shù)方案，因此需要對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨裝置進(jìn)行改進(jìn)，從而能減少研磨過程中對(duì)晶圓表面的磨損，但是目前還沒有比較理想的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置，防止在晶圓表面產(chǎn)生劃痕。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置，包括研磨墊和修正裝置；其中，所述修正裝置包括轉(zhuǎn)動(dòng)軸和修正器，研磨過程中所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶動(dòng)所述修正器旋轉(zhuǎn)且對(duì)所述研磨墊表面進(jìn)行修正；所述化學(xué)機(jī)械研磨裝置還包括吸附裝置，所述吸附裝置位于研磨墊上方，用于吸附所述散落在研磨墊上的金屬涂層顆粒。

優(yōu)選地，所述吸附裝置是磁鐵。

優(yōu)選地，所述吸附裝置通過連接裝置與化學(xué)機(jī)械研磨裝置連接且置于研磨墊上方。

優(yōu)選地，所述吸附裝置的形狀呈矩形、或圓形、或三角形。

優(yōu)選地，所述修正器與所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸之間通過連接器件相連接，使所述修正器繞著所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

優(yōu)選地，所述連接器件包括螺栓和螺孔或螺釘。

優(yōu)選地，所述修正器包括修正元件和基座，其中所述基座用于承載所述修正元件。

優(yōu)選地，所述金屬涂層為鐵或銅或鋁顆粒。