[實用新型]化學機械拋光裝置

有效

• 申請號: 201520776909.6
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN205380555U
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 金鐘千;趙玟技
• 申請（專利權）人: K.C.科技股份有限公司
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/005;B24B37/34
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 姜虎;陳英俊

技術領域

本實用新型涉及一種化學機械拋光裝置，更詳細地，涉及一種通過化學機械拋光工序，將由氧化物層形成的晶片的拋光層的厚度分布準確地拋光為目標分布形態的化學機械拋光裝置。

背景技術

化學機械拋光(CMP)裝置1是為了在半導體元件的制造過程中用于去除因反復執行掩膜、蝕刻及布線工序等而生成的晶片表面的凹凸所導致的電池區域和周邊電路區域之間的高度差，實現廣域平坦化，并且為了提高隨著電路形成用觸點/布線膜分離及高集成元件化而要求的晶片表面粗糙度，對晶片的表面進行精密拋光加工。

如圖1所示，在這種化學機械拋光(CMP)裝置1中，拋光頭20在拋光工序中以使晶片W的拋光面與拋光平板10的拋光墊11相向的狀態對所述晶片W進行加壓，并使所述晶片W旋轉，與此同時，使拋光墊11也與平板主體12同時進行自轉11d，并執行機械拋光工序。并且，在拋光墊11上，如果漿料從漿料供給部30的供給口32向拋光墊11上供給，則漿料向晶片W流入，并執行晶片W的化學拋光工序。

與此同時，調節器40的調節盤一邊進行向下加壓，一邊進行旋轉40d，所述調節器40的臂41一邊按指定的角度進行往復41d，一邊對拋光墊11的表面進行改性。

利用這種化學機械拋光裝置1，在晶片W和拋光墊11一同進行自轉并對晶片W的拋光層進行化學機械拋光的過程中，會發生晶片W無法得到均勻的拋光而根據晶片的位置來在拋光厚度中發生偏差的現象。為了防止這種現象，如圖1、圖2a、圖2b所示，可以在從離拋光墊的中心位于不同半徑距離處配置多個傳感器70、80，來中斷化學機械拋光工序或進行化學機械拋光工序，從而在測定晶片的拋光層的厚度之后，對拋光層的厚度高的區域而言，在拋光頭20中以更大的加壓力向下施壓，從而調節晶片的拋光層的拋光厚度偏差，并能夠以使整個晶片的拋光層的厚度成為目標厚度分布的方式進行調節。

即，如圖3所示，蒸鍍于晶片W的表面的拋光層的初始厚度di的分布會根據位置來具有偏差e0大的厚度分布91。由此，如果根據傳感器70、80來調整晶片的厚度分布，來調整拋光厚度偏差，并執行化學機械拋光工序，就會使晶片W的拋光層的厚度偏差成為只具有遠遠低于初期的偏差e1的厚度分布92。

然而，由氧化物層形成的晶片的拋光層可以在厚度充分厚的情況下準確地檢測拋光層的厚度，但如果拋光層的厚度變得遠遠小于臨界厚度dc，就會降低拋光層的厚度的檢測的準確性。在此，臨界厚度dc會根據所使用的傳感器的種類而有所差異，但如果拋光層的厚度變得非常小，就會降低測定厚度值的準確性，這是相同的。

因此，實驗表明，如果基于檢測準確性變低的拋光層的厚度測定值來調整拋光層的厚度，相比于達到臨界厚度dc的狀態，晶片的拋光層的厚度分布93反而呈現出更大的偏差e2。因此，急需可以按目標厚度分布來對由氧化物層形成的晶片的拋光層進行更加準確的拋光工序的方案。

上面所記載的事項并非全部都是公知的結構，還包括為了導出本實用新型而重新發現的事實。

實用新型內容

解決的技術問題

本實用新型用于解決如上所述的問題，本實用新型的目的在于，通過化學機械拋光工序來按所需的分布形態準確地拋光由氧化物層形成的晶片的拋光層的厚度分布。

并且，本實用新型的目的在于，通過化學機械拋光工序來按所需的分布形態準確地拋光由鎢或銅等金屬形成的晶片的拋光層的厚度分布。

即，本實用新型的目的在于，更加有效地適用基于晶片的厚度分布的檢測數據來補償晶片的拋光層的厚度偏差的方法，從而按所需的厚度分布更加準確地對晶片的拋光層的厚度分布進行拋光。

技術方案

為了實現如上所述的技術問題，本實用新型提供化學機械拋光裝置，用于對由氧化物材質形成的晶片的拋光層進行化學機械拋光，其特征在于，包括：拋光平板，所述拋光平板的上面被拋光墊包圍；拋光頭，形成有被多個隔壁分割的多個壓力腔室，隔膜的底板位于所述壓力腔室的下側，通過調節所述壓力腔室的壓力來以對位于所述底板的下側的所述晶片進行加壓的狀態進行旋轉；漿料供給部，向所述拋光墊和所述晶片中的至少一個供給漿料；第一傳感器，用于檢測所述晶片的厚度分布；以及控制部，對化學機械拋光工序進行控制，從而在執行使所述晶片的拋光面達到預定的第一拋光厚度為止的化學機械拋光工序期間，一邊調節所述壓力腔室的氣壓，一邊執行所述化學機械拋光工序，以減少所述第一傳感器檢測的所述晶片的厚度偏差，當達到所述第一拋光厚度后，自所述第一拋光厚度到目標厚度為止，不執行減少所述晶片的厚度偏差的拋光厚度偏差調整，而僅執行拋光工序。