[實用新型]一種激光化學晶圓平坦化加工裝置

有效

• 申請號: 201820421484.0
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN208256622U
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 蘇晉苗;蘇冠暐
• 申請（專利權）人: 蘇晉苗
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67
• 代理公司: 北京久維律師事務所 11582
• 代理人: 邢江峰

本實用新型公開了一種激光化學晶圓平坦化加工裝置，包括晶圓固定與操作整合裝置、晶圓進出端口、化學品注入裝置、位移與傳動裝置、清洗與干燥裝置、激光與控制裝置，進行晶圓平坦化工作，本實用新型是一種解決芯片線幅細微化、金屬層剝離的問題，實現平坦化制程精準可靠的激光化學晶圓平坦化的加工裝置，同時也簡化工序解決平坦化處理效率、提升晶圓制造良率等問題，并改善集成電路制造中機械化學研磨(CMP)對于金屬層剝離、產生損傷、低介電質(Low?k)薄膜的關鍵性制程等實現了簡化工序解決平坦化處理效率、提升晶圓制造良率等問題。

技術領域

本實用新型涉及電子領域集成電路制造技術，具體涉及一種激光化學晶圓平坦化加工裝置。

背景技術

集成電路技術蓬勃發展，為了提升產能并降低成本，制程工藝上必須朝向積層化與細微化；因此平坦化(Planarization)制程工藝技術為集成電路芯片的制造中不可或缺的一種工藝技術，由于電路線幅設計細小化需求，技術越朝高集成密度而日新月異，針對晶圓表面當一系列的薄膜被沉積與蝕刻后，微細銅電路或是鎢電路、多晶硅、氧化膜介質電層等出現不平坦現象，早期利用濕刻蝕工藝技術將晶圓上的堆疊或凹陷進行平坦化，其技術發展過程還包括SOG、 Re-flow、Etch Back等，自1983年IBM研發部門銅制程及晶圓表面平坦化首創采用化學機械研磨(簡稱CMP)工藝技術。至2000年CMP設備市場占有率明顯的變化，早期AMAT認為CMP屬于污染制程，集成電路廠不易采用CMP與銅制程，然而卻逐步起飛，有可能成為集成電路制造的主流，AMAT才快速切入CMP 設備，目前AMAT成為主流。因此利用化學機械拋光平坦化工藝以達到晶圓表面平坦后，有利于下一個工藝進行，解決電路微影工藝因平坦度變差使曝光聚焦困難，甚至無法進行聚焦等的問題。從此化學機械研磨工藝平坦化技術更形重要，其主要操作組件有化學研磨液(Slurry)、研磨墊(Polishing Pad)、研磨墊整修器(Pad Conditioner)，化學機械研磨平坦化的過程，必須通過研磨液混合系統(Slurry Mixing System)與化學品供應輸送系統(Slurry Dispense System)穩定均勻的輸送拋光液到晶圓與拋光墊之間，研磨墊表面充滿拋光液，此液體含有化學劑(酸液、氧化劑)用以侵蝕新片表面薄膜，同時液體內懸浮著無數個納米級拋光粒(SiO₂、Al₂O₃、CeO₂)，它們會深入刮除微量膜層，與化學侵蝕與機械研磨相互作用，達到平坦化的目標。

近年來集成電路制造在多層電路間的連線構建上，在光刻制程前必要的工藝是利用CMP化學機械研磨進行平坦化制程。這些年由于銅制程應用技術的發展方向，與Low-k介電質層、雙嵌入式制程(Dual-Damascene Process)等需求趨勢，CMP對于Cu薄膜層間造成剝離(Delaminating)，且會產生損傷 (Damages)，因此CMP技術難度增高，低介電質(Low-k)薄膜的CMP相對變成關鍵性制程，CMP機臺廠商開始以芯片施以較低的下壓力、提高轉速等設計改善并試圖來解決問題，但是效能有限、而且效率是降低的現象。

實用新型內容

為了克服現有技術中存在的上述不足之處，本實用新型的目的在于提供一種解決集成電路制造上芯片線幅細微化、金屬層剝離的問題，是實現平坦化制程精準可靠的激光化學晶圓平坦化的加工裝置，同時也簡化工序解決平坦化處理效率、提升芯片制造良率等問題，并改善芯片制造中機械化學研磨(CMP)對于金屬層剝離、產生損傷、低介電質(Low-k)薄膜的關鍵性制程等，這些問題雖然CMP機臺制造廠商開始以在晶圓上施以較低的下壓力、提高轉速等設計改善并試圖來解決問題，但都效能有限、而且有效率降低現象。