化学机械研磨设备和用于化学机械研磨设备的防溅装置制造方法及图纸

公开了一种化学机械研磨设备和用于化学机械研磨设备的防溅装置，该研磨设备内安装有一防溅装置，该防溅装置包括安装在化学机械研磨设备内的环状防溅罩和与所述防溅罩相连的升降装置，所述防溅罩侧壁上开有沟槽，所述升降装置具有提升部件，且所述提升部件插入所述沟槽内，将所述防溅罩提升到上位档或下降到下位档。本发明专利技术通过在化学机械研磨设备内安装一防溅罩，阻挡飞溅出的研磨液并使其流回，降低了设备的清洗难度，减少了颗粒污染，改善了晶片表面的划痕问题，且操作简便，不会影响正常的装卸片操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种化学机械研磨设备和用 于化学机械研磨设备的防溅装置。
技术介绍
随着超大规模集成电路ULSI(Ultra Large Scale Integration)的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本， 元件的特征尺寸(Feature Size)不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增 加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术利 用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。但多层布线技术的应用会 造成晶片表面起伏不平，对图形制作极其不利，为此，常需要对晶片进行表 面平坦化(Planarization)处理。目前，化学机械研磨法(CMP， Chemical Mechanical Polishing )是达成全局平坦化的最佳方法，该4支术具有工艺简单、 操作温度接近室温，可兼顾局部平坦化与全面平坦化要求的优点，尤其在半 导体制作工艺进入亚微米(sub-micron)领域后，其已成为一项不可或缺的制作 工艺技术。化学机械抛光(CMP)是利用混有极小磨粒的化学溶液与加工表面发生化 学反应来改变其表面的化学键，生成容易以机械方式去除的产物，再经机械 摩擦去除化学反应物获得超光滑无损伤的平坦化表面的。图l为现有的化学机 械研磨设备的结构示意图，如图l所示，该装置包括外壳IOI,表面贴有研 磨垫(polish pad)的转台(platen) 102，研磨头103a和103b和用于输送研磨 液(slurry) 105的研磨液供应管(tube) 104。研磨时，先将待研磨的晶片的 待研磨面向下附着在研磨头103上，通过在研磨头103上施加下压力，使晶片 紧压到研磨垫上；然后，表面贴有研磨垫的转台102在电机的带动下旋转，研 磨头103也进行同向转动，实现机械研磨；同时，研磨液105通过研磨液供应 管(tube) 104输送到研磨垫上，并利用转台旋转的离心力均匀地分布在研磨 垫上，在被研磨晶片和研磨垫之间形成一层液体薄膜，该薄膜与待研磨晶片 的表面发生化学反应，可生成易去除的产物。这一过程结合机械作用和化学 反应将晶片表面的材料去除。化学机械研磨中需要加入大量的研磨液，并旋转转台和研磨头，使研磨 液能均匀分布在研磨垫上，通过化学和机械的方法将晶片表面材料去除。在 这一过程中，必然会有部分研磨液被甩出，而现有的化学机械研磨设备中， 虽然将设备整体进行了封闭保护，但对于设备内部并没有很好的隔离措施， 这就使得研磨旋转时，研磨液会飞賊到设备内的各个部位，难以清理。且这 些研磨液会在设备内部结晶，脱落，形成颗粒污染源，易造成研磨后晶片的表面划痕。化学机械研磨(CMP)中的一个显著质量问题就是表面擦痕 (Scratch),经CMP处理后的薄层往往会在表面存有擦痕，这些小而难发现的擦 痕易在金属间引起短路或开路现象，大大降低产品的成品率。图2为说明表面 擦痕引起金属间短路的示意图，如图2所示，因为晶片表面存在的擦痕201, 造成连接孔202和203之间电短路。申请号为02120608.2的中国专利中公开了一种可减少刮痕的鴒金属的化 学机械研磨方法，该方法通过在研磨的前段和后段分别采用了标准的酸性鴒 研磨液和氧化物研磨液进行研磨，实现了鴒金属研磨表面刮痕的减少。但是 但是该专利技术未解决研磨过程中的研磨液飞賊的问题，使用该方法后晶片表面 仍会存在研磨后的表面刮痕。
技术实现思路
本专利技术提供了 一种化学机械研磨设备和用于化学机械研磨设备的防賊装 置，通过在化学机械研磨设备上安装一具有升降功能的防賊装置，改善了现 有的研磨液在设备内飞溅，造成颗粒污染，导致晶片表面易有划痕的问题。本专利技术提供了一种化学机械研磨的防溅装置，所述防賊装置包括安装在 化学机械研磨设备内的环状防溅罩和与所述防賊罩相连的升降装置，所述防 溅罩侧壁底部开有沟槽，所述升降装置具有提升部件，且所述提升部件插入 所述沟槽内，将所述防溅罩提升到上位档或下降到下位档。其中，所述防溅罩包括上部与下部，所述上部与所述下部间以圓弧状或 折线状形成一角度，且所述角度在90到180°之间。其中，所述升降装置包括两个以上的气缸，以及连接所述气缸和所述沟 槽的提升部件，所述气缸在接收到提升信号后，控制所述的提升部件和所述 防溅罩提升至上位档；在接收到下降信号后，控制所述提升部件和所述防賊 罩下降至下位档。其中，所述防溅罩上的沟槽包括下沟槽和通路，所述通路与下沟槽相连接；所述升降装置的提升部件为固定在设备上的固定件，通过将所述固定件卡置于所述下沟槽内实现将所迷防溅罩升至上位档，且所迷固定件为螺钉、铆钉或丝杆。本专利技术具有相同或相应技术特征的一种化学机械研磨设备，包括外壳、 转台、研磨垫、研磨头、研磨液供应管和主控机，其中，所述研磨设备还包 括防溅罩和升降装置，所述防賊罩是安装在化学机械研磨设备内的环状物， 侧壁底部开有沟槽，所述升降装置具有提升部件，且所述提升部件插入所述 沟槽内，将所述防溅罩提升到上位档或下降到下位档。其中，所述防溅罩包括上部与下部，所述上部与所述下部间以圆弧状或折线状形成一角度，且所述角度在90到18(T之间。其中，所述升降装置包括2到8个与化学机械研磨设备的主控机相连的 气缸，以及与所述气缸和所述沟槽相连的提升部件，所述主控机在研磨开始 时向所述气缸发出提升信号，控制所述气缸提升所述的提升部件和所述防賊 罩至上位档；在研磨结束时向所述气缸发出下降信号，控制所述气缸下降所 述提升部件和所述防溅罩至下位档。其中，所述防溅罩上的沟槽包括下沟槽和通路，所述通路与下沟槽相连 接；所述升降装置的提升部件为固定于所述化学机械研磨设备的外壳内壁上 的固定件，所述固定件卡置于所述下沟槽内时，所述防溅罩升至上位档，其 中，所述固定件可以为螺钉、铆钉或丝杆。并且，所述防賊罩在所述转台和 所述研磨头开始旋转前，升至上位档；在所述转台和所述研磨头停止旋转后， 降至下位档。其中，所述提升装置还可以是2至8组由电机和提升部件组成的自动升降机。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术的化学机械研磨设备和用于化学机械研磨设备的防賊装置，通过 在化学机械研磨设备内的转台外部位置，安装一防溅罩，使飞賊出的研磨液 均被其阻挡并回流至设备底部，降低了设备的清洗难度，减少了颗粒污染， 改善了晶片表面的划痕问题。另外，该防溅罩还具有升降装置，只在研磨时 才会将该防溅罩升起，不会影响正常的装卸片操作，并具有安装方便、升降操作简单易行的特点。 附图说明图1为现有的化学机械研磨设备的结构示意图2为说明表面擦痕引起金属间短路的示意图3为本专利技术第一具体实施例的化学机械研磨的防溅装置的结构示意图4为采用本专利技术的化学机械研磨设备的结构示意图5A和5B为本专利技术第二具体实施例的化学机械研磨的防溅罩的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图 对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本专利技术的化学机械研磨设备和用于化学机械研磨设备的防溅装置，在化 学机械研磨设备内安装了环状防溅罩，以阻挡在研磨中飞溅的研磨液，防止 这部分研磨液因结晶而形成颗粒污染，造成研磨后晶片表面的划痕。为了确 保该防溅罩不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨的防溅装置，其特征在于：所述防溅装置包括安装在化学机械研磨设备内的环状防溅罩和与所述防溅罩相连的升降装置，所述防溅罩侧壁底部开有沟槽，所述升降装置具有提升部件，且所述提升部件插入所述沟槽内，将所述防溅罩提升到上位档或下降到下位档。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国平，张阔森，房现飞，闫大鹏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]