使用多个调节盘调节化学机械抛光设备的系统和方法技术方案

一种化学机械抛光（ＣＭＰ）设备，用于抛光半导体晶片，并用于同时使用多个调节盘调节ＣＭＰ设备的抛光垫。调节盘可以沿抛光垫的表面一起或独立地移动以调节旋转的抛光垫的整个表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及半导体器件制造设备。更具体地，本专利技术涉及化学机械抛光 (CMP)设备和半导体晶片的化学机械抛光方法和调节CMP设备的方法。
技术介绍
在目前快速进步的半导体制造产业中，化学机械抛光(CMP)是平坦化和抛光半导 体衬底以从半导体衬底的表面之上移除过量材料的先进和有利的方法。以这种方式，镶嵌 技术可以用于在形成于绝缘层中的开口如沟槽、通孔或接触孔内形成导电构型，然后使用 化学机械抛光从绝缘层的顶表面之上移除。在过量的导电材料从绝缘层的顶部移除之后， 形成的结构包括导体材料填充不同的开口，并向上延伸到绝缘层的顶表面。化学机械抛光涉及抛光垫，并包括机械和化学组件。抛光垫旋转，需要抛光的晶片 表面在晶片抛光位置与旋转的抛光垫相接触。晶片，如衬底，优选地旋转以促进抛光。分配 头将抛光液配送到抛光垫上。抛光垫通常由聚亚安酯制成，垫表面通常渗透包括亚微米磨 料和化学品的抛光液。抛光垫表面的品质和均勻性对于对被抛光的晶片提供均勻的抛光是 关键性的。特别地，在使用设备对几个晶片连续抛光时，抛光垫的表面粗糙度必须维持相同 的状态。调节工艺用于调节抛光垫表面以维持其处于所需要的和均勻的状态。调节复原抛 光垫表面，从抛光垫上移除碎屑，并维持稳定的去除率。调节构件一般为具有金刚石表面的 盘，在调节期间相对旋转的抛光垫被上压。调节操作可以发生在晶片抛光操作的同时，或晶 片抛光操作之前或之后。因为抛光垫一般大于传统的调节盘，所以调节盘一般在抛光垫旋转时沿抛光垫表 面滑动，这样整个抛光垫表面能够通过相对较小的传统的调节盘进行调节，该传统的调节 盘的直径可以是大约4英寸或更小。一般地，期望在给定的时间范围中确定穿过抛光垫的 径向的具体的扫描或掠过的数目，以提供所需要的调节级别。由于抛光垫的尺寸增加了，扫 描穿过抛光垫表面的调节盘的扫描速度必须增加以维持给定的每分钟扫描数目。然而，随 着穿过表面滑动的调节盘的速度增加了，调节操作的质量降低了。随着半导体晶片尺寸的增加，调节整个抛光垫表面变得更加有挑战性。半导体晶 片尺寸的增加导致了抛光垫的尺寸的相应增加。例如，晶片尺寸现在直径达到450毫米，这 样的晶片使用直径可能达到1米到45英寸的抛光垫进行抛光。在调节工艺期间，如上所述， 该增加的尺寸需要覆盖更大的表面积。由于制造大尺寸的调节盘的金刚石表面的难度，调 节整个抛光垫表面尤其具有挑战性。维持直径大于大约四英寸的金刚石调节盘的均勻性和 质量是困难的，因为这样的盘必须基本完全是平坦的，平面度的任何偏差将导致金刚石脱 离表面，导致抛光垫和晶片表面上的污染和划痕。因此，随着抛光垫的尺寸增加，提供一种调节CMP抛光垫的系统和方法是重要的。 本专利技术解决了这些缺点和难题。
技术实现思路
为了解决这些以及其他的需求，并针对其目的，在一个方面，本专利技术提供了一种用 于在衬底上进行化学机械抛光(CMP)的方法。该方法包括在CMP设备的抛光垫上同时抛光 衬底或形成在衬底之上的材料，使用多于一个独立的可控调节构件通过促使每个调节构件 的金刚石表面压住抛光垫而调节抛光垫。根据另一个方面，本专利技术提供了一种用于调节CMP设备的抛光垫的方法，包括同 时促使多于一个独立的可控的调节构件的调节表面抵到CMP设备的旋转的抛光垫上。根据又一个方面，本专利技术提供了一种化学机械抛光设备。该设备包括固定设置在 可旋转的台板上的抛光垫。该设备还包括载体，其固定待抛光的半导体晶片，压到抛光垫 上。化学机械抛光设备还包括多于一个分离的，独立的可控调节装置，每个包括与抛光垫相 接触的调节盘。附图说明本专利技术通过以下的详细描述结合附图进行阅读能够得到更好的理解。需要强调的 是，根据常规实际做法，附图的不同特征不需要按比例绘制。正相反，为了清楚，不同特征的 尺寸可以任意增大或减小。说明书和附图中相同的数字指示相同的特征。图1为根据本专利技术的化学机械抛光设备的方面的透视图；图2为根据本专利技术的多调节盘CMP设备的另一个方面的透视图；图3为根据本专利技术的一个方面的多个调节构件的示例性的配置的顶视图；以及图4为根据本专利技术的一个方面的多个调节构件的另一个示例性的配置的顶视图。具体实施例方式本专利技术提供了使用多个调节盘同时调节CMP设备中的抛光垫。调节可以发生在原 位，如与进行晶片抛光操作的同时，或其可以发生于在半导体晶片上进行晶片抛光操作之 前或之后。本专利技术公开了对于不同尺寸的抛光垫和用于抛光不同尺寸的半导体晶片的应 用。多个调节盘的设置和方法可以结合CMP设备的不同方向和设置使用。调节盘可以是独 立可控的。图1为具有抛光垫3的可旋转台板1的透视图，所述抛光垫3包括表面7并固定 在台板1上。台板1以任何不同的适合的速度沿旋转方向5旋转。晶片载体9置于晶片 11 (单独示出)抛光垫3的抛光位置上。力F沿力方向15施加，促使晶片载体9朝向并相 对抛光垫3向下。虽然没有在图1中示出，但是晶片11将置于晶片载体9和抛光垫3之间 的分界面13处的晶片载体9之下。晶片载体9有利地沿方向29旋转。该旋转可以发生在 台板1沿方向5旋转的同时。液分配器19在分配位置21配送液体19。由于旋转，新的液 体23在晶片载体9之下扩散，从而晶片11和废液25退出抛光位置。图1也示出了两个调节构件31。在示出的实施例中虽然没有示出置于抛光垫3上， 但是应当理解的而且随后将示出的是，调节构件31都可以同时置于抛光垫3的表面7上的 不同的位置，彼此设置不同的距离。附加的调节构件31，如，多余两个，也可以同时置于抛光 垫3的表面7上。调节构件31每个包括调节盘33，其形成图1示出的调节构件的底部。调 节盘33的暴露的调节表面35优选地由公知的金刚石材料形成，有利地用于调节抛光垫3。在其他示例性的实施例中，调节表面35可以由其他适合的材料如冲刷(scouring)材料形 成，或其可以包括刚毛如刷子。在一个示例性的实施例中，调节盘33可以具有大约4英寸 或IOOmm的直径，但是在其他示例性的实施例中也可以使用其他尺寸。当压到抛光垫3上 时，调节盘33和调节构件31可以围绕轴37沿旋转方向39旋转。在一些示例性的实施例 中，调节盘33可以不旋转。可以使用不同的传统方法促使调节盘33和调节表面35抵到抛 光垫3的表面7，并导致旋转。当调节盘33置于与抛光垫3相抵时，相关的调节构件31可以沿抛光垫3移动，优 选为滑动，这样旋转的抛光垫的整个表面7可以得到调节。调节盘33和调节构件31可以是 独立可控的，可以以相同或不同的速度旋转，可以独立或一致地沿抛光垫3的表面7移动。图2示出了根据示出了抛光垫3上的多(两)个调节盘33的本专利技术的多个调节 盘CMP设备的另一个方面的透视图。每个调节盘33通过图2中未示出的关联的调节构件 31保持。根据一个示例性的实施例，在台板1和抛光垫3沿方向5旋转时，抛光垫3的整 个表面7能够通过滑动，如移动进行调节，调节盘33中的任一个或全部沿示例性的半径47 的方向。调节盘33中的一个或全部可以邻近朝向和远离抛光垫3的中心点43，例如，沿抛 光垫3的半径往返。根据一个示例性的实施例，每个调节盘33可以沿着沿半径47的扫描 方向移动。根据一个具体的示例性的实施例，一个调节盘33可以沿半径47的分段46向前 和向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在衬底上进行化学机械抛光（ＣＭＰ）的方法，包括：在ＣＭＰ设备的抛光垫上同时抛光所述衬底或置于所述衬底之上的材料，使用多于一个独立的可控制调节构件，通过促使每个所述调节构件的金刚石表面压到所述抛光垫上来调节所述抛光垫。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黃循康，洪昆谷，魏正泉，陈其贤，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71