【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于在对半导体晶片(如硅片)化学机械抛光(CMP)时输送抛光液的系统,包括方法和设备。特别是关于这样的一个系统,它在抛光表面做周期性相对运动时向抛光表面附近的晶片表面周围输送抛光液,尤其是同时晶片附近抛光液的温度也可调节。这里所用的“半导体晶片”一词的意思是用于集成电路或其他有关电路结构的微电子器件、衬底、芯片或类似物,如硅片,进行化学机械抛光以在晶片整个表面上实现平面化。在晶片衬底或芯片上,如硅片上,制作半导体微电子器件和类似物以形成集成电路(IC)等时,要按选定的顺序淀积各种金属层和绝缘层。为在衬底可用的区域内最大限度地集成元器件以在同一区域内置入更多的元件,就要进一步实现IC的小型化。减小间距尺寸使元件更密集是今天超大规模集成电路(VLSI)的需要,例如亚微米(小于1微米,即1,000纳米或10,000埃)尺寸。一种用于半导体晶片集成电路制造的湿法化学工艺是关于晶片表面的化学机械抛光(CMP)的,这是在晶片对抛光板作周期性相对运动时,用含有精细筛选磨料颗粒的腐蚀性浆液作抛光液,例如含胶质二氧化硅的氢氧化钾(KOH)水溶液。例如,借助于化学腐蚀和机械研磨除去一薄层材料,如1微米或更少,使得晶片的表面变平整。要用CMP重复地得到均匀的材料清除速率必须严格控制抛光液的流速、温度和pH值。常规的CMP工艺是由转台上方静止的管道将抛光液滴到转台(平台)的抛光板上,平台绕其固定轴转动,晶片与携带它的扣环一起在相对于平台做转动和振动时,与平台保持摩擦接触。晶片被置于扣环的中孔内,因而扣环也与抛光板形成摩擦接触。在晶片转动和振动时随着晶片位置的改变 ...
【技术保护点】
一种对有表面周边的半导体晶片表面进行化学机械抛光的方法,包括:在晶片与基本上平整的抛光表面保持摩擦接触时,使晶片相对于抛光表面作周期性运动;在周期性相对运动时,将化学机械抛光液通过沿圆周间隔开的与晶片周围保持固定关系的多个点输送到邻近抛光表面的晶片表面周边。
【技术特征摘要】
US 1999-5-19 09/3150901.一种对有表面周边的半导体晶片表面进行化学机械抛光的方法,包括在晶片与基本上平整的抛光表面保持摩擦接触时,使晶片相对于抛光表面作周期性运动;在周期性相对运动时,将化学机械抛光液通过沿圆周间隔开的与晶片周围保持固定关系的多个点输送到邻近抛光表面的晶片表面周边。2.权利要求1的方法,其中抛光液是含精细筛选的磨料颗粒的腐蚀性水溶液。3.权利要求1的方法,其中输送的抛光液的温度为15-50℃。4.权利要求1的方法,其中晶片表面在2-8psi的机械压力下与抛光表面保持摩擦接触。5.权利要求1的方法,还包括在周期性相对运动时选择调节邻近晶片表面并与之保持固定关系的抛光液温度。6.权利要求1的方法,还包括在周期性相对运动时加热抛光液,使在邻近晶片表面并与之保持固定关系的抛光液升高到选择的温度。7.权利要求1的方法,还包括在周期性相对运动时且当晶片表面在2-8psi的机械压力下与抛光表面保持摩擦接触时,加热抛光液,将邻近晶片表面处并与之保持固定关系的抛光液温度加热到25-50℃。8.权利要求1的方法,其中抛光表面为转动平台的形式,它绕平台轴线以选择的第一转速转动。晶片以选择的第二转速绕自身轴线转动。晶片的轴线与平台轴线分开且实质上平行,并且晶片以选择的频率和幅度相对于平台轴线作振动。9.权利要求8的方法,其中平台转速为25-100转/分,晶片转速为25-100转/分且在比平台转速高或低5转/分之内。振动的频率为3-8周/分,幅度为10-30mm。10.权利要求8的方法,其中晶片置于扣环中,晶片表面被扣环的环圈表面环绕并与之基本上保持平齐共面关系以便一起转动和振动,抛光液通过扣环上多个沿圆周间隔开的固定点输送到晶片表面周边。11.一种对有表面周边的半导体晶片表面进行化学机械抛光的方法,包括在晶片表面与抛光表面保持摩擦接触时使晶片相对于带有实质上平整的抛光表面的平台作周期性运动,平台绕其轴线以选择的第一转速转动,晶片以选择的第二转速绕自身轴线转动,并相对于平台轴线以选择的频率和幅度作振动,晶片的轴线与平台轴线间隔开并与之基本平行;在周期性相对运动时,抛光液通过沿圆周间隔开的与晶片表面周围保持固定关系的多个点,输送到邻近抛光表面的晶片表面周边。12.权利要求11的方法,其中晶片表面沿径向相对于平台轴线作振动,即晶片移向和离开平台轴线。13.权利要求11的方法,其中抛光液是含精细筛选的磨料颗粒的腐蚀性水溶液。14.权利要求11的方法,其中输送的抛光液的温度为15-50℃。15.权利要求11的方法,其中晶片表面在2-8psi的机械压力下与抛光表面保持摩擦接触。16.权利要求11的方法,其中晶片置于扣环中,晶片表面被扣环的环圈表面环绕着并与之基本上保持平齐共面关系以便一起转动和振动,抛光液通过扣环上的多个沿圆周间隔开的固定点输送到晶片表面周边。17.权利要求16的方法,还包括在周期性相对运动时,选择调节输送到邻近晶片表面并与之保持固定关系的抛光液温度,这一调节是在邻近扣环处实现的。18.权利要求16的方法,还包括在周期性相对运动时加热抛光液,使在邻近晶片表面并与之保持固定关系的抛光液升高到选择的温度,加热是在邻近扣环处实现的。19.权利要求16的方法,还包括在周期性相对运动时,将邻近晶片表面并与之保持固定关系的抛光液加热到25-50℃,加热是在邻近扣环处实现的,同时晶片表面在2-8psi的机械压力下与抛光表面保持摩擦接触。20.一种对有表面周边的半导体晶片表面进行化学机械抛光的设备,包括一个有中孔的扣环,孔周围为环圈,待抛光的半导体晶片置于孔中以便与环一起运动,这样晶片表面基本上与环圈表面保持平齐共面关系,并被环圈表面包围着;环圈表面中有多个沿圆周间隔开的管道,用以分别输送化学机械抛光液到邻近晶片表面周边的相应部分。21.权利要求20的设备,其中扣环是由消耗性的塑料或可磨蚀的陶瓷材料制成的。22.一种对有表面周边的半导体晶片表面进行化学机械抛光的设备,包括一个载片架,其适于相对于实质上平整的抛光表面作周期性运动,它具有上部、确定底部的下部和由上部到下部的抛光液管道;装在载片架底部以便一起运动的扣环,扣环有中孔,为环圈表面环绕着,待抛光的半导体晶片置于孔中以便与环一起运动,这样晶片表面基本上与环圈表面保持平齐共面关系,并被环圈表面包围着;和环圈表面中多个沿圆周间隔开的管道,用以分别输送化学机械抛光液到邻近晶片表面周边的相应部分,这些管道共同被安排得与载片架中的抛光液管道流体连通。23.权利要求22的设备,其中扣环是由消耗性的塑料或可磨蚀的陶瓷材料制成的。24.权利要求22的设备,还包括载片架中的温度调节装置,用以选择调节抛光液管道中抛光液流的温度。25.权利要求22的设备,还包括载片架中的热交换器,用以选择调节抛光液管道中抛光液流的温度;温度调节液的流入管道由载片架的上部通到热交换器;温度调节液的流出管道由热交换器通到载片架的上部,以便通过温度调节液的流动与抛光液管道中流动的抛光液间接换热来进行这样的温度调节。26.一种对有表面周边的半导体晶片表面进行化学机械抛光的设备,包括一根轴杆,适于相对于实质上平整的抛光表面作周期性运动,它具有上端、下端和由上端到下端的抛光液通道;载片架,装在轴杆下端以便一起运动,其上部与轴杆的下端相接,其下部确定了底部,抛光液管道由其上部通到下部并与轴杆的抛光液通道连通;扣环,装在载片架的底部以便一起运动,它有中孔和环绕着孔的环圈表面,待抛光的半导体晶片置于孔中以与环一起运动,这样晶片表面基本上与环圈表面保持平齐共面关系,并被环圈表面包围着;和环圈表面中多个沿圆周间隔开的管道,用以分别输送化学机械抛光液到邻近晶片表面周边的相应部分,这些管道被安排得与载片架中的抛光液管道连通。27.权利要求26的设备,其中扣环是由消耗性的塑料或可磨蚀的陶瓷材料制成的。28.权利要求26的设备,还包括载片架中的温度调节装置,用...
【专利技术属性】
技术研发人员:S潘迪,FF亚明,
申请(专利权)人:因芬尼昂技术北美公司,国际商业机器公司,
类型:发明
国别省市:US[美国]
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