化学机械抛光设备和化学机械抛光方法技术

本发明专利技术公开了一种化学机械抛光设备和化学机械抛光方法。该化学机械抛光设备包括：抛光垫整修器盘和清洗装置，该清洗装置包括：清洗盘；预抛光垫，设置在该清洗盘中，用于与抛光垫整修器盘接触时进行预抛光操作；预抛光研磨液供给单元，设置在清洗盘侧边处，用于将预抛光研磨液提供到预抛光垫上；以及旋转驱动单元，用于带动预抛光垫旋转。本发明专利技术有利于减少晶圆刮伤以及提高实际抛光时研磨液分布的均匀性。

Chemical mechanical polishing equipment and chemical mechanical polishing method

The invention discloses a chemical mechanical polishing device and a chemical mechanical polishing method. The chemical mechanical polishing equipment includes the polishing pad refurbishment disc and the cleaning device. The cleaning device includes the cleaning disc, the pre polishing pad, set in the cleaning tray, for the pre polishing operation when contact with the polishing pad disks; the pre polishing grinding fluid supply unit, set at the side side of the cleaning disc, is used for the pre polishing. The grinding fluid is provided to the pre polishing pad, and the rotary driving unit is used to drive the pre polishing pad to rotate. The invention is beneficial to reduce the scratch of the wafer and improve the uniformity of the distribution of the abrasive liquid during actual polishing.

【技术实现步骤摘要】
化学机械抛光设备和化学机械抛光方法
本专利技术涉及半导体
，特别涉及一种化学机械抛光设备和化学机械抛光方法。
技术介绍
CMP(ChemicalMechanicalPolishing，化学机械抛光)的研磨液用于抛光铜、钨或氧化物。该研磨液被提供到转盘上，其流速可以被设置以抛光在晶片表面上的金属。对于CMP，研磨液占了很大部分的成本，研磨液分布的均匀性比较低。而且在高速旋转下，总是会从抛光垫上带走许多研磨液，造成浪费。此外，现有技术中在抛光过程中有时会出现晶圆刮伤的问题。在CMP中，还需要对CMP的金刚石盘进行清洗。图1是示意性地示出现有的CMP设备的部分结构的示意图。图1中示出了金刚石盘101、清洗盘102、去离子水(Deionizedwater，简称为DIW)103和抛光垫整修器臂(Padconditionerarm)104。抛光垫整修器可以包括金刚石盘101和抛光垫整修器臂104。在金刚石盘101完成抛光操作后，抛光垫整修器臂104将该金刚石盘101从抛光垫(图1中未示出)转移到清洗盘102中利用去离子水103进行清洗。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种化学机械抛光设备，包括：抛光垫整修器盘和清洗装置，所述清洗装置包括：清洗盘；预抛光垫，设置在所述清洗盘中，用于与所述抛光垫整修器盘接触时进行预抛光操作；预抛光研磨液供给单元，设置在所述清洗盘的侧边处，用于将预抛光研磨液提供到所述预抛光垫上；以及旋转驱动单元，用于带动所述预抛光垫旋转。在一个实施例中，所述预抛光垫的直径的范围为20cm至22cm。在一个实施例中，其中，所述预抛光垫固定地设置在所述清洗盘中，并且与所述清洗盘同轴连接；所述旋转驱动单元与所述清洗盘同轴连接。在一个实施例中，其中，所述清洗盘的旋转速度为15r/min至20r/min。在一个实施例中，所述预抛光研磨液供给单元包括：设置在所述清洗盘侧边处的预抛光研磨液喷嘴。在一个实施例中，所述预抛光研磨液供给单元包括：两个所述预抛光研磨液喷嘴，其中，所述两个预抛光研磨液喷嘴分别设置在所述清洗盘的两侧处。在一个实施例中，所述预抛光研磨液的流速的范围为30ml/min至35ml/min。在一个实施例中，在进行预抛光操作的过程中，所述抛光垫整修器盘的旋转速度的范围为15r/min至20r/min。在一个实施例中，所述抛光垫整修器盘为金刚石盘。在一个实施例中，所述清洗装置还包括：清洗液供给单元，设置在所述清洗盘的侧边处，用于对所述抛光垫整修器盘进行清洗操作。在一个实施例中，其中，所述清洗液供给单元对所述抛光垫整修器盘进行清洗操作时，所述抛光垫整修器盘处在所述清洗盘的上方。在一个实施例中，所述清洗液供给单元包括：设置在所述清洗盘的侧边处的清洗液喷嘴。在一个实施例中，所述清洗液供给单元包括：两个所述清洗液喷嘴，分别设置在所述清洗盘的两侧处。在一个实施例中，所述清洗液的流速的范围为100ml/min至120ml/min。在一个实施例中，所述清洗装置包括：排液盘，设置在所述清洗盘的下方，用于排去预抛光操作或者清洗操作后的废液。在一个实施例中，所述化学机械抛光设备还包括：转盘、实际抛光垫、研磨头、实际抛光研磨液供给单元和抛光垫整修器臂；其中，所述转盘用于带动所述实际抛光垫旋转；所述实际抛光垫设置在所述转盘上，用于结合所述研磨头和所述抛光垫整修器盘执行实际抛光操作；所述研磨头设置在所述实际抛光垫上方，用于在进行实际抛光操作时与所述实际抛光垫的上表面接触；所述实际抛光研磨液供给单元设置在所述实际抛光垫上方，用于将实际抛光研磨液提供到所述实际抛光垫上；所述抛光垫整修器臂与所述抛光垫整修器盘连接，用于移动所述抛光垫整修器盘。在一个实施例中，所述实际抛光研磨液的流速的范围为140ml/min至150ml/min。本专利技术的化学机械抛光设备有利于减少晶圆刮伤以及提高实际抛光时研磨液分布的均匀性。进一步地，上述化学机械抛光设备还有利于节省实际抛光研磨液的输出。根据本专利技术的第二方面，提供了一种化学机械抛光方法，包括：抛光垫整修器臂将抛光垫整修器盘转移到预抛光垫上执行预抛光操作；在完成所述预抛光操作之后，所述抛光垫整修器臂将所述抛光垫整修器盘转移到实际抛光垫上执行实际抛光操作；以及在完成所述实际抛光操作之后，所述抛光垫整修器臂将所述抛光垫整修器盘转移到清洗盘的上方执行清洗操作。在一个实施例中，所述预抛光操作包括：旋转驱动单元带动所述预抛光垫旋转，预抛光研磨液供给单元将预抛光研磨液提供到所述预抛光垫上，所述抛光垫整修器盘与旋转的所述预抛光垫的上表面接触从而进行预抛光操作。在一个实施例中，所述实际抛光操作包括：转盘带动所述实际抛光垫旋转，实际抛光研磨液供给单元将实际抛光研磨液提供到所述实际抛光垫上，所述抛光垫整修器臂将所述抛光垫整修器盘转移到所述实际抛光垫上，所述实际抛光垫结合研磨头和所述抛光垫整修器盘执行实际抛光操作。在一个实施例中，在所述实际抛光操作过程中，所述抛光垫整修器臂带动所述抛光垫整修器盘扫过所述实际抛光垫的上表面，所述研磨头也扫过所述实际抛光垫的上表面。在一个实施例中，所述清洗操作包括：清洗液供给单元将清洗液喷洒在所述抛光垫整修器盘的上表面和侧面上，以对所述抛光垫整修器盘进行清洗。在一个实施例中，所述方法还包括：循环执行所述预抛光操作、所述实际抛光操作和所述清洗操作。本专利技术的化学机械抛光方法有利于减少晶圆刮伤以及提高实际抛光时研磨液分布的均匀性。进一步地，上述化学机械抛光方法还有利于节省实际抛光研磨液的输出。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中：图1是示意性地示出现有的CMP设备的部分结构的示意图。图2是示意性地示出根据本专利技术一个实施例的CMP设备的部分结构的示意图。图3是示意性地示出根据本专利技术另一个实施例的CMP设备的部分结构的示意图。图4是示意性地示出根据本专利技术一个实施例的CMP设备的部分结构的示意图。图5是示意性地示出根据本专利技术一个实施例的CMP设备工作过程的示意图。图6是示意性地示出根据本专利技术一个实施例的化学机械抛光方法的流程图。具体实施方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械抛光设备，其特征在于，包括：抛光垫整修器盘和清洗装置，所述清洗装置包括：清洗盘；预抛光垫，设置在所述清洗盘中，用于与所述抛光垫整修器盘接触时进行预抛光操作；预抛光研磨液供给单元，设置在所述清洗盘的侧边处，用于将预抛光研磨液提供到所述预抛光垫上；以及旋转驱动单元，用于带动所述预抛光垫旋转。

【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光设备，其特征在于，包括：抛光垫整修器盘和清洗装置，所述清洗装置包括：清洗盘；预抛光垫，设置在所述清洗盘中，用于与所述抛光垫整修器盘接触时进行预抛光操作；预抛光研磨液供给单元，设置在所述清洗盘的侧边处，用于将预抛光研磨液提供到所述预抛光垫上；以及旋转驱动单元，用于带动所述预抛光垫旋转。2.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述预抛光垫的直径的范围为20cm至22cm。3.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，其中，所述预抛光垫固定地设置在所述清洗盘中，并且与所述清洗盘同轴连接；所述旋转驱动单元与所述清洗盘同轴连接。4.根据权利要求3所述的化学机械抛光设备，其特征在于，其中，所述清洗盘的旋转速度为15r/min至20r/min。5.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述预抛光研磨液供给单元包括：设置在所述清洗盘侧边处的预抛光研磨液喷嘴。6.根据权利要求5所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述预抛光研磨液供给单元包括：两个所述预抛光研磨液喷嘴，其中，所述两个预抛光研磨液喷嘴分别设置在所述清洗盘的两侧处。7.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述预抛光研磨液的流速的范围为30ml/min至35ml/min。8.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，在进行预抛光操作的过程中，所述抛光垫整修器盘的旋转速度的范围为15r/min至20r/min。9.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述抛光垫整修器盘为金刚石盘。10.根据权利要求1所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述清洗装置还包括：清洗液供给单元，设置在所述清洗盘的侧边处，用于对所述抛光垫整修器盘进行清洗操作。11.根据权利要求10所述的化学机械抛光设备，其特征在于，其中，所述清洗液供给单元对所述抛光垫整修器盘进行清洗操作时，所述抛光垫整修器盘处在所述清洗盘的上方。12.根据权利要求10所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述清洗液供给单元包括：设置在所述清洗盘的侧边处的清洗液喷嘴。13.根据权利要求12所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述清洗液供给单元包括：两个所述清洗液喷嘴，分别设置在所述清洗盘的两侧处。14.根据权利要求12所述的化学机械抛光设备，其特征在于，所述清洗液的流速的范围为100ml/min至120ml/min。15.根据权利要求10所述的化...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐强，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31