[發(fā)明專利]新型電化學(xué)拋光裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410074980.X
• 申請(qǐng)日: 2014-03-03
• 公開（公告）號(hào): CN104894634A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈照偉;王堅(jiān);王暉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 盛美半導(dǎo)體設(shè)備(上海)有限公司
• 主分類號(hào): C25F3/12
• 分類號(hào): C25F3/12
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陸勍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造裝置，尤其涉及一種新型電化學(xué)拋光裝置。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展，低介電常數(shù)的介質(zhì)應(yīng)用于集成電路的制造中。然而，低介電常數(shù)介質(zhì)的應(yīng)用給傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)，低介電常數(shù)介質(zhì)的脆弱性難以承受傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)所施加的機(jī)械力。因此，尋求新的平坦化技術(shù)以解決低介電常數(shù)介質(zhì)的平坦化問(wèn)題勢(shì)在必行。

電化學(xué)拋光技術(shù)由于其能夠克服傳統(tǒng)的化學(xué)機(jī)械拋光技術(shù)在超微細(xì)特征尺寸集成電路制造中的缺陷而被逐漸應(yīng)用在極大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的制造中。電化學(xué)拋光能夠無(wú)機(jī)械應(yīng)力的對(duì)金屬互連結(jié)構(gòu)進(jìn)行平坦化。常見(jiàn)的電化學(xué)拋光裝置包括夾持晶圓的晶圓夾盤、驅(qū)動(dòng)晶圓夾盤轉(zhuǎn)動(dòng)和移動(dòng)的馬達(dá)，該馬達(dá)受控于運(yùn)動(dòng)控制器、向晶圓夾盤上的晶圓噴射電解液的噴嘴以及電連接晶圓夾盤和噴嘴的電源，其中，電源的陽(yáng)極與晶圓夾盤電連接，通過(guò)晶圓夾盤向晶圓表面的金屬層供電，電源的陰極與噴嘴電連接，通過(guò)噴嘴使電解液帶電荷。電化學(xué)拋光時(shí)，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)晶圓夾盤旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)的同時(shí)，噴嘴向晶圓夾盤上的晶圓噴射電解液，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)晶圓表面平坦化。然而，當(dāng)拋光晶圓中心或晶圓邊緣時(shí)，由于噴射至晶圓中心或晶圓邊緣的液柱形狀較難穩(wěn)定控制，因而導(dǎo)致拋光結(jié)果不太穩(wěn)定，致使整片晶圓內(nèi)的拋光均勻性不甚理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)上述背景技術(shù)存在的缺陷提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能夠提高晶圓表面拋光均勻性的新型電化學(xué)拋光裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的新型電化學(xué)拋光裝置，包括：晶圓夾盤、電解液供應(yīng)裝置及拋光電源回路構(gòu)成裝置。晶圓夾盤夾持晶圓，晶圓表面分布有金屬層。電解液供應(yīng)裝置包括噴嘴，噴嘴向晶圓表面的金屬層噴射電解液。拋光電源回路構(gòu)成裝置包括拋光盤及電源，拋光盤由導(dǎo)電材料制成，拋光盤的底面與晶圓表面平行布置，拋光盤與噴嘴同步移動(dòng)，電源的陽(yáng)極與晶圓夾盤電連接，電源的陰極與拋光盤電連接。

在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)拋光時(shí)，拋光盤與晶圓表面的金屬層之間間隔一預(yù)定距離。預(yù)定距離在0mm到10mm之間。

在一個(gè)實(shí)施例中，電化學(xué)拋光時(shí)，拋光盤與晶圓表面的金屬層接觸。

在一個(gè)實(shí)施例中，噴嘴鄰近于拋光盤的邊緣布置。

在一個(gè)實(shí)施例中，拋光盤的中心開設(shè)有通孔，噴嘴收容于該通孔中。

在一個(gè)實(shí)施例中，拋光盤的底面開設(shè)有網(wǎng)格狀的溝槽或開設(shè)有由中心向外發(fā)散的溝槽。

在一個(gè)實(shí)施例中，拋光盤繞其自身的中心軸旋轉(zhuǎn)。

在一個(gè)實(shí)施例中，電解液供應(yīng)裝置還包括電解液供應(yīng)管道，電解液供應(yīng)管道具有旋轉(zhuǎn)端和與旋轉(zhuǎn)端相對(duì)的末端，電解液供應(yīng)管道能夠繞電解液供應(yīng)管道的旋轉(zhuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)，噴嘴設(shè)置在電解液供應(yīng)管道的末端，拋光電源回路構(gòu)成裝置還包括旋轉(zhuǎn)擺臂，旋轉(zhuǎn)擺臂具有旋轉(zhuǎn)端和與旋轉(zhuǎn)端相對(duì)的末端，旋轉(zhuǎn)擺臂能夠繞旋轉(zhuǎn)擺臂的旋轉(zhuǎn)端轉(zhuǎn)動(dòng)，拋光盤設(shè)置在旋轉(zhuǎn)擺臂的末端，旋轉(zhuǎn)擺臂的旋轉(zhuǎn)端和電解液供應(yīng)管道的旋轉(zhuǎn)端與一致動(dòng)器連接，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂和電解液供應(yīng)管道同步擺動(dòng)以帶動(dòng)拋光盤和噴嘴同步移動(dòng)。

在一個(gè)實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)擺臂和電解液供應(yīng)管道集成在一個(gè)擺軸中，擺軸與致動(dòng)器連接，致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)擺軸轉(zhuǎn)動(dòng)以帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)擺臂和電解液供應(yīng)管道同步轉(zhuǎn)動(dòng)。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置拋光盤，并使拋光盤與電源電連接，從而能夠保證在晶圓表面的任一區(qū)域，拋光盤與晶圓之間均可以形成穩(wěn)定的電場(chǎng)，且拋光盤與晶圓之間通過(guò)電解液形成電流回路，提高了晶圓表面拋光均勻性。

附圖說(shuō)明

圖1揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的新型電化學(xué)拋光裝置拋光晶圓時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的新型電化學(xué)拋光裝置的俯視圖。

圖3A揭示了根據(jù)本發(fā)明的新型電化學(xué)拋光裝置的拋光盤的一實(shí)施例的仰視圖。

圖3B揭示了根據(jù)本發(fā)明的新型電化學(xué)拋光裝置的拋光盤的又一實(shí)施例的仰視圖。

圖4揭示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的新型電化學(xué)拋光裝置拋光晶圓時(shí)的又一剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的新型電化學(xué)拋光裝置拋光晶圓時(shí)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6揭示了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的新型電化學(xué)拋光裝置的拋光盤的仰視圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合圖式予以詳細(xì)說(shuō)明。