[發明專利]一種化學機械研磨裝置及化學機械研磨方法

有效

• 申請號: 201710014426.6
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN108284383B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 史超;趙雪峰;賈海衛
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 董巍;高偉

本發明提供一種化學機械研磨裝置和化學機械研磨方法，所述裝置包括：研磨漿供給臂，所述研磨漿供給臂設置有研磨漿噴嘴，用以噴灑研磨漿至研磨墊；所述研磨漿供給臂上還設置有高壓空氣噴嘴，用以向所述研磨墊噴灑高壓空氣。采用本發明提供的化學機械研磨裝置以及化學機械研磨方法在進行化學機械研磨中通過在研磨前采用高壓空氣對殘留在研磨墊表面的去離子水的去除，可改善研磨漿在研磨墊表面的均勻分布，從而提高化學機械研磨的均勻性；同時，有效減少研磨初期研磨漿噴灑至研磨墊表面形成均勻分布的時間，減少研磨漿用量，提高研磨速率，增加研磨漿料利用率，減少生產成本。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，具體而言涉及一種化學機械研磨裝置及化學機械研磨方法。

背景技術

隨著集成電路制造過程中特征尺寸的縮小和金屬互聯的增加，對晶圓表面平整度的要求也越來越高。化學機械研磨(CMP)是將機械研磨和化學腐蝕結合的技術，是目前最有效的晶圓平坦化方法。化學機械研磨采用旋轉的研磨頭夾持住晶圓，并將其以一定壓力壓在旋轉的研磨墊上，通過研磨漿料的作用，使晶圓表面在化學和機械的共同作用下實現平坦化。

如何在化學機械研磨中，提高研磨速率，增加研磨漿料利用率，減少生產成本，提高化學機械研磨的均勻性是半導體制造廠商所長期關心與重視的問題。

發明內容

在發明內容部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在具體實施方式部分中進一步詳細說明。本發明的發明內容部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。

本發明提供了一種化學機械研磨裝置，包括：

研磨漿供給臂，所述研磨漿供給臂設置有研磨漿噴嘴，用以噴灑研磨漿至研磨墊；所述研磨漿供給臂上還設置有高壓空氣噴嘴，用以向所述研磨墊噴灑高壓空氣。

示例性的，所述高壓空氣噴嘴包括沿所述研磨漿供給臂長度方向上設置為一列的數個高壓空氣噴嘴。

示例性的，所述高壓空氣噴嘴為扇形霧化高壓空氣噴嘴。

示例性的，所述高壓空氣噴嘴設置為相對所述研磨漿供給臂底面具備40～50°傾角的噴嘴。

示例性的，所述研磨漿噴嘴為研磨漿低壓霧化噴嘴。

示例性的，所述研磨漿低壓霧化噴嘴包括沿所述研磨漿供給臂的長度方向上設置為一列的數個第一研磨漿低壓霧化噴嘴和設置在所述研磨漿供給臂端部的數個第二研磨漿低壓霧化噴嘴。

示例性的，所述研磨漿供給臂上還設置有去離子水噴嘴，用于噴灑去離子水至所述研磨墊。

示例性的，所述去離子水噴嘴為去離子水高壓霧化噴嘴。

示例性的，所述去離子水高壓霧化噴嘴包括沿所述研磨漿供給臂的長度方向上設置為一列的數個去離子水高壓霧化噴嘴。

示例性的，所述研磨漿供給臂底部為倒梯形的立體棱柱結構，所述研磨漿噴嘴設置在所述倒梯形的立體棱柱結構的底面上，所述高壓空氣噴嘴設置在所述倒梯形的立體棱柱結構的外側面上。

本發明還提供了一種化學機械研磨的方法，所述方法包括：

提供待研磨的晶圓；

向研磨墊的表面上噴灑高壓空氣；

向所述研磨墊上提供研磨漿；以及

對所述晶圓進行研磨。

示例性的，所述研磨漿為低壓霧化研磨漿。

示例性的，所述方法還包括在研磨結束后向所述研磨墊提供去離子水，以清理研磨墊表面殘留物。

示例性的，所述去離子水為高壓霧化去離子水。