研磨浆臂自动控制装置制造方法及图纸

一种研磨浆臂（Ｓｌｕｒｒｙ　　Ａｒｍ）自动控制装置。此研磨浆臂自动控制装置至少包括移动马达、信号处理控制板、以及移除率接收器程序。此研磨浆臂自动控制装置在应用上是通过计算机整合制造（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ＣＩＭ）系统传输测试晶圆的厚度信息至信号处理控制板，再利用信号处理控制板内的移除率接收器程序计算出研磨浆臂的适当位置，然后利用移动马达将研磨浆臂移动至所计算出的适当位置以进行研磨。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种研磨浆臂(Slurry Arm)自动控制装置，特别是有关于一种可在化学机械研磨(Chemical Mechanic Polishing；CMP)过程中改善晶圆研磨表面地形的研磨浆臂自动控制装置。
技术介绍
随着半导体工艺技术的蓬勃发展，在电子元件短小轻薄的趋势下，不仅加快了集成电路的线宽尺寸微缩化的脚步，也促使元件不断地朝更高的集成度(Integration)的方向发展。在工艺技术进入深次微米时代后，为了使集成电路元件获得更高的集成度，对元件的待处理表面的平坦度要求也变得更为严苛。在所有平坦化技术中，化学机械研磨法是一种全面性平坦化(GlobalPlanarization)技术，可同时运用具有研磨性物质的机械式研磨与酸碱溶液的化学式研磨两种作用，移除晶圆表面的材质，让晶圆表面达到全面性的平坦化，以利于后续薄膜沉积、或蚀刻等步骤的进行。由于全面性平坦化是多层内联机金属化最基本的一个要求，且化学机械研磨工艺为目前公认达到全面性平坦化唯一最可行的方法，因此已广泛地运用在现今的半导体工艺中。请参照附图说明图1，图1所示为现有化学机械研磨的装置示意图。在化学机械研磨工艺中，研磨浆108藉由研磨浆臂106的输送而施放在化学机械研磨机台100的研磨垫(Polishing Pad)102上，以进行晶圆104的研磨步骤。然而，由于研磨浆臂106为固定不动，因此每次进行研磨时，研磨浆108都会从相同位置施放到研磨垫102上，而产生研磨浆108在研磨垫102上分布不均的现象。如此一来，受到研磨浆108分布不均的影响，将导致整个晶圆104上待研磨的材料层，例如氧化硅等介电材料层的移除率不一致，进而造成研磨表面不平整。而由于研磨时移除率的不一致所引发的研磨表面不平整的现象，更不利于后续工艺的进行。举例而言，在完成氧化层的研磨时，常会产生晶圆中间的氧化层厚度大于晶圆边缘的氧化层厚度，以及晶圆中间的氧化层厚度小于晶圆边缘的氧化层厚度两种不同情形。当晶圆中间的氧化层厚度大于晶圆边缘的氧化层厚度时，后续的介层窗蚀刻步骤会在晶圆边缘发生过度蚀刻(Over Etching)的现象，而使得底下的金属层的厚度变薄，严重的话可能会产生不正常接通，而造成短路；而当晶圆中间的氧化层厚度小于晶圆边缘的氧化层厚度时，介层窗蚀刻步骤会在晶圆边缘发生蚀刻不足(Under Etching)的现象，严重的话甚至会使介层窗无法贯穿氧化层，进而造成断路。
技术实现思路
鉴于上述的技术背景中，氧化层在化学机械研磨时，由于整体研磨速率不一致的影响，使得整片晶圆上的氧化层的移除率不尽相同，而导致氧化层的研磨表面地形不平整。如此一来，将严重影响后续蚀刻工艺的控制，导致可靠度下降。因此，本技术的主要目的之一就是在提供一种研磨浆臂自动控制装置，具有计算单元与移动单元，而可根据测试晶圆研磨后的厚度分布，计算出研磨浆臂的适当位置，并移动研磨浆臂至此适当位置。因此，可有效改善研磨的均匀度，获得高平整度的研磨表面。本技术的另一目的就是在提供一种研磨浆臂自动控制方法，可透过现有的计算机整合制造(Computer Integrated Manufacturing；CIM)系统，将测试晶圆研磨后的厚度信息直接传输至研磨浆臂自动控制装置，以自动进行计算以及研磨浆臂的位置的调整。因此，可节省人力资源，并可避免人工错误。本技术的再一目的就是在提供一种研磨浆臂自动控制方法，可根据测试晶圆的厚度信息自动将研磨浆臂调整至适当位置。因此，可改善研磨表面的平整度，进而提升后续蚀刻工艺的可靠度。为了实现以上所述的目的，本技术提供一种研磨浆臂自动控制装置，设置于一化学机械研磨机台中，且此研磨浆臂自动控制装置至少包括一研磨浆臂；一计算单元，其中此计算单元至少包括一信号处理控制板，且此信号处理控制板中建置有一移除率接收器程序用以计算经一化学机械研磨步骤后的一测试晶圆的一厚度信息，并通过这种方法获得上述的研磨浆臂的一位置调整值；以及一移动单元，其中此移动单元至少包括一移动马达以及一传动装置，且此移动马达的一端与上述的信号处理控制板接合，此移动马达的另一端则与传动装置的一端接合，而传动装置的另一端则与上述的研磨浆臂连接，此移动马达可用以根据从信号处理控制板传来的研磨浆臂的位置调整值，来带动传动装置，进而移动研磨浆臂。可通过例如计算机整合制造系统，将测试晶圆的厚度信息直接传输至研磨浆臂自动控制装置，并可根据测试晶圆的厚度信息自动进行计算以及研磨浆臂的位置调整。因此，不仅可节省人力资源，更可有效改善研磨表面的平整度，达到提升工艺可靠度的目的。以下结合附图，通过对本技术的具体实施方式详细描述，将使本技术的技术方案及其他有益效果显而易见。附图中，图1所示为现有化学机械研磨的装置示意图；图2所示为本技术的一较佳实施例的研磨浆臂自动控制装置的示意图；以及图3所示为本技术的一较佳实施例的测试晶圆上量测点的分布图。具体实施方式本技术揭露一种研磨浆臂自动控制装置，可通过现有的计算机整合制造系统将测试晶圆的厚度信息传输至研磨浆臂自动控制装置中，而此研磨浆臂自动控制装置可根据所传来的厚度信息自动进行计算并将研磨浆臂调整至适当位置。因此，可大幅改善研磨表面的平整性，进而达到提升工艺可靠度及合格率的目的。为了使本技术的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图2与图3的标号。请参照图2，图2所示为本技术的一较佳实施例的研磨浆臂自动控制装置的示意图。研磨浆臂自动控制装置206位于化学机械研磨机台200中的研磨垫202的一侧，而待研磨的晶圆204则位于此研磨垫202上。研磨浆臂自动控制装置206至少包括研磨浆臂208、计算单元、以及移动单元，其中研磨浆臂208的开口位于研磨垫202上方，用以施放研磨浆220于研磨垫202上。上述的计算单元还具有移除率接收器程序的信号处理控制板210，移动单元则至少包括移动马达212以及传动装置214。其中，信号处理控制板210可例如为中央处理单元(Central processingUnit；CPU)，且信号处理控制板210内可包含例如可编程逻辑控制电路(Programmable Logical Circuit；PLC)。此外，移动马达212可例如为步进马达(StepMotor)，而传动装置214则可例如为皮带、齿轮、或电磁铁等。经由移动马达212的带动，可驱动传动装置214，实现移动研磨浆臂208。在研磨浆臂自动控制装置206中，信号处理控制板210的一端与外部的计算机整合制造系统216连接，信号处理控制板210的另一端与移动马达212的一端连接，而移动马达212的另一端则与传动装置214的一端连接，传动装置214的另一端则连接研磨浆臂208。此外，计算机整合制造系统216可与测量机台218连接，实现将测量机台218所获得的测试信息传输至研磨浆臂自动控制装置206的信号处理控制板210。请一并参照图3，图3所示为本技术的一较佳实施例的测试晶圆上量测点的分布图。本技术的研磨浆臂自动控制方法是利用研磨浆臂自动控制装置206，首先，将测试晶圆300放在化学机械研磨机台200中的研磨垫202上进行化学机械研磨步骤。待测试晶圆300完成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种研磨浆臂（Ｓｌｕｒｒｙ　　Ａｒｍ）自动控制装置，设置于一化学机械研磨机台中，其特征在于，所述的研磨浆臂自动控制装置至少包括：　　　　一研磨浆臂；　　　　一计算单元，用以计算经一化学机械研磨步骤后的一测试晶圆的一厚度信息，并藉以获得该研磨浆臂的一位置调整值；以及　　　　一移动单元分别接合于该计算单元以及该研磨浆臂，用以接收从该计算单元传来的该研磨浆臂的该位置调整值，并根据该位置调整值移动该研磨浆臂。

【技术特征摘要】
1.一种研磨浆臂(Slurry Arm)自动控制装置，设置于一化学机械研磨机台中，其特征在于，所述的研磨浆臂自动控制装置至少包括一研磨浆臂；一计算单元，用以计算经一化学机械研磨步骤后的一测试晶圆的一厚度信息，并藉以获得该研磨浆臂的一位置调整值；以及一移动单元分别接合于该计算单元以及该研磨浆臂，用以接收从该计算单元传来的该研磨浆臂的该位置调整值，并根据该位置调整值移动该研磨浆臂。2.根据权利要求1所述的研磨浆臂自动控制装置，其特征在于，所述的计算单元至少包括一信号处理控制板，且该信号处理控制板至少包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：林必窕，黄循康，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]