[發明專利]化學機械拋光裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610070647.0
• 申請日: 2016-02-01
• 公開（公告）號: CN106853609B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 趙珳技;蔡熙成
• 申請（專利權）人: 凱斯科技股份有限公司
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;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

本發明涉及化學機械拋光裝置及其方法，該裝置包括：拋光頭，以使晶片位于下側的狀態對晶片加壓并使其旋轉；墊高測定部，在化學機械拋光工序過程中，獲取拋光墊的半徑方向上的表面高度偏差；調節器，具有臂部和調節盤，臂部以鉸鏈軸為中心旋回旋轉規定角度，調節盤將拋光墊壓向臂部的下側并進行旋轉；控制部，在第二位置上以第二旋回速度對臂部的旋回速度進行調節，第二位置上的拋光墊的高度高于第一位置上的高度，第二旋回速度小于第一旋回速度，由此，通過調節調節盤的旋回速度，能夠緩和在拋光墊的不同位置上的表面高度偏差，因此，即便相同的施壓力作用于晶片，根據拋光墊的表面高度偏差，摩擦力不同，從而能夠按各區域調節晶片的每小時的拋光量。

技術領域

本發明涉及化學機械拋光裝置及其方法，更具體地涉及在化學機械拋光工序過程中通過實時校正拋光墊的表面高度偏差來能夠精準地控制晶片的拋光層厚度的化學機械拋光裝置及其方法。

背景技術

一般情況下，化學機械拋光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)工序是指通過使設有拋光層的半導體制造用晶片等晶片與拋光平板之間進行相對旋轉，來對晶片的表面進行拋光的標準工序。

圖1為概要地示出現有的化學機械拋光裝置9的圖。如圖1所示，上述化學機械拋光裝置9包括：拋光平板10，在上表面附著有拋光墊11；拋光頭20，以使擬拋光的晶片W位于下部的狀態，使得晶片W接觸于拋光墊11的表面并進行旋轉；調節器30，使用預先指定的施壓力向拋光墊11的表面進行加壓，并細微地切削，使得形成于拋光墊11的表面的微孔露出于表面；以及漿料供給部40，向拋光墊11的表面供給漿料40a。

拋光平板10上附著有用于對晶片W進行拋光的寶利特(Polytex)材質的拋光墊11，并隨著旋轉軸12的旋轉驅動而進行旋轉運動11r。

拋光頭20包括：頭部21，位于拋光平板10的拋光墊11的上表面，并用于把持晶片W；以及拋光臂部22，旋轉驅動頭部21，并按規定的振幅進行往復運動。由此，位于拋光頭20的底面的晶片W，其工序面借助拋光頭20被加壓到拋光墊11上進行旋轉，在晶片W的拋光層上實施機械拋光工序。

調節器30細微地切削拋光墊11的表面，以防止用于盛放混合有拋光劑和化學物質的漿料的大量發泡微孔堵塞，使得填充于拋光墊11的發泡氣孔的漿料順利地供給到把持在拋光頭上的晶片W。

為此，調節器30在調節工序過程中，以使用支架33把持接觸于拋光墊11的調節盤31的狀態，使支架33進行旋轉驅動。并且，為了將位于以支架33的旋轉軸為中心進行旋回旋轉30d的臂部35的末端的調節盤31向下方31p加壓，借助氣壓而向下方31p加壓的汽缸設置于殼體的內部，從殼體延伸的臂部35進行往復旋回運動，在拋光墊11的廣泛面積上實施針對發泡氣孔的細微切削。

上述漿料供給部40接收從外部供給的漿料，并通過臂部末端部的漿料供給口42向拋光墊11上供給漿料40a。由此，如圖2所示，供給到拋光墊11的漿料40a在拋光墊11整體上鋪開，并向位于拋光頭20的底面的晶片W供給，并實施晶片W的化學拋光。

但是，從漿料供給部40供給到拋光墊11的漿料40a，因拋光墊11的表面高度偏差，無法順利地在拋光墊11的表面上鋪開，借助漿料的化學拋光工序無法按預期實施，而且隨著相比于與拋光墊11的表面高度相對更低的區域E2相接觸的晶片拋光層區域，由于與拋光墊的表面高度相對高的區域E1相接觸的晶片拋光層區域的每小時拋光層去除率(removalrate)更高，因此，在以借助拋光頭20來改變晶片的各區域的施壓力的方式來調整晶片的拋光層厚度方面存在局限性。

即，根據現有技術，也嘗試了在實施化學機械拋光工序期間調整拋光墊的表面高度偏差，但由于無法在短時間內調整拋光墊的表面高度偏差，即便借助拋光頭向晶片施加的施壓力均勻，也會發生晶片的拋光層厚度分布因拋光墊的表面高度偏差所產生的施壓力偏差，無法解決不規律地引起晶片拋光層的厚度偏差的問題。

發明內容