一种化学机械研磨装置制造方法及图纸

技术编号:7521922 阅读:115 留言:0更新日期:2012-07-12 03:13
本发明专利技术提供了一种化学机械研磨装置,包括研磨垫和修正装置;其中,所述修正装置包括转动轴和修正器,研磨过程中所述转动轴带动所述修正器旋转且对所述研磨垫表面进行修正;所述修正器上覆盖有金属涂层,所述化学机械研磨装置还包括吸附装置,所述吸附装置位于研磨垫上方,用于吸附所述散落在研磨垫上的金属涂层颗粒。本发明专利技术旨在通过对现有化学机械研磨装置的改进,使其既不影响现有的所述修正器对研磨垫的修正,同时还可以有效地防止散落在研磨垫上的金属颗粒对晶圆表面产生划痕的缺陷,从而提高了最终产品的质量和性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体装置领域,特别涉及一种化学机械研磨装置
技术介绍
在半导体工艺领域,化学机械研磨技术(CMP技术)兼具有机械式研磨与化学式研磨两种作用,可以使整个晶圆表面达到平坦化,以便于后续进行薄膜沉积等工艺。在进行 CMP的过程中,通过研磨头将待研磨的晶圆压在研磨垫上并带动晶圆旋转,而研磨垫则以相反的方向旋转。在进行研磨时,通过研磨浆料输送装置将所需的研磨浆料添加到晶圆与研磨垫之间,然后,随着研磨垫和待研磨晶圆之间的高速方向运转,待研磨晶圆表面的反应产物被不断地剥离,反应产物随着研磨浆料被带走。进一步地,待研磨晶圆的新表面又会发生化学反应,反应产物再被剥离出来,这样循环往复,在机械研磨和化学腐蚀的共同作用下, 使晶圆表面平坦化。在研磨过程中,由于浆料输送装置无法使输送的研磨浆料均勻地分布在所述研磨垫上,从而可能会影响晶圆的研磨效果,因此在现有技术中,通常还可以在靠近所述研磨垫附近设置一个或者多个修正器来对所述研磨垫进行修正。所述修正通常为(1)通过对所述研磨垫上的研磨浆料分布位置的调整,使所述研磨浆料均勻地分布在所述研磨垫上;(2) 在研磨过程中,通过对所述研磨垫随时修正,从而使所述研磨垫始终保持一种多孔、微观上凹凸不平的结构,保证其研磨晶圆的效果。通常所使用的修正器为金刚石修正器,具体地, 可以参考中国专利申请号为201020149837. X的化学机械研磨用金刚石修整器中所描述的技术方案,在此不予赘述。但是,在现有的CMP制程中常常会使晶圆表面产生划痕(scratch),从而影响产品的优良率。根据划痕的磨损程度可以分成微划痕(Micro-scratch)和大划痕 (Macro-scratch)。其中造成晶圆表面Micro-scratch的成因主要是研磨过程中的微粒与晶圆表面的摩擦所造成,这些微粒主要来自于研磨液中研磨粒的聚集,以及研磨机台或外界环境在研磨过程中所造成的污染。而造成晶圆表面Macro-scratch主要因为研磨过程中,研磨垫上有硬物破坏晶圆表面,这些硬物可能是研磨垫修正器上的钻石脱落或研磨液中研磨粒的聚集。这些在CMP制程中产生的划痕会被后续淀积的金属层填充,而当所制成的芯片尺寸越来越小时,所述划痕中的金属就很可能使与之接触的相邻金属线之间产生短路,从而造成产品缺陷。针对上述问题,在现有技术中,提出了一些相关的解决方案,例如,通过改进研磨浆料的组成成分、调整研磨垫或者研磨头的转速、减小研磨头对晶圆向下的压力等方法。通过实践发现,这些方法确实在一定程度上改善了所述晶圆表面产生划痕的缺陷。但是,由于现有的化学机械研磨装置中通常使用金刚石修正器来对所述研磨垫表面进行修正,可是在研磨过程中,所述修正器上的金刚石颗粒常常会散落在研磨垫上,这样当待研磨晶圆接触到这些金刚石颗粒时会使其表面产生划痕。但是现有技术中没有提供相关可以实现将这些金刚石颗粒移出所述研磨垫的技术方案,因此需要对现有的化学机械研磨装置进行改进,从而能减少研磨过程中对晶圆表面的磨损,但是目前还没有比较理想的解决方案。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种化学机械研磨装置,防止在晶圆表面产生划痕。为解决上述问题,本专利技术提供了一种化学机械研磨装置,包括研磨垫和修正装置; 其中,所述修正装置包括转动轴和修正器,研磨过程中所述转动轴带动所述修正器旋转且对所述研磨垫表面进行修正;所述化学机械研磨装置还包括吸附装置,所述吸附装置位于研磨垫上方,用于吸附所述散落在研磨垫上的金属涂层颗粒。优选地,所述吸附装置是磁铁。优选地,所述吸附装置通过连接装置与化学机械研磨装置连接且置于研磨垫上方。优选地,所述吸附装置的形状呈矩形、或圆形、或三角形。优选地,所述修正器与所述转动轴之间通过连接器件相连接,使所述修正器绕着所述转动轴转动。优选地,所述连接器件包括螺栓和螺孔或螺钉。优选地,所述修正器包括修正元件和基座,其中所述基座用于承载所述修正元件。优选地,所述金属涂层为铁或铜或铝颗粒。与现有技术相比,本专利技术具有以下优点本专利技术主要通过使用覆盖有金属涂层的修正器来替代现有的金刚石涂层的修正器,并在研磨垫的上方并靠近所述研磨垫表面放置一个吸附装置来将散落在研磨垫上的金属颗粒聚集到所述吸附装置上。通过这样的改进方式,既不影响现有的所述修正器对所述研磨垫表面的修正,同时还可以有效地防止散落在研磨垫上的金属颗粒对晶圆表面产生划痕的缺陷,从而提高了最终产品的质量和性能。附图说明图1是本专利技术提供的一种化学机械研磨装置的结构示意图。图2是本专利技术提供的一种化学机械研磨装置中所述修正器的结构示意图。具体实施例方式专利技术人发现现有的化学机械研磨装置中通常使用金刚石修正器来对研磨垫表面进行修正,但是在研磨过程中,所述修正器上的金刚石颗粒常常会散落在研磨垫上,当待研磨晶圆接触到这些金刚石颗粒时会使其表面产生划痕。在这些划痕在后续制程中会被淀积金属层的金属填充,而当所制成的芯片尺寸越来越小时,所述划痕中的金属就很可能使与之接触的相邻金属线之间产生短路,从而造成产品缺陷。因此,针对上述问题,本专利技术提供了一种化学机械研磨装置,旨在通过使用覆盖有金属涂层的修正器来替代现有的金刚石涂层的修正器,并在研磨垫上方并靠近所述研磨垫表面放置一个吸附装置来将散落在研磨垫上的金属颗粒聚集到所述吸附装置上。进一步地,由于现有的金刚石修正器上所述金刚石颗粒的硬度较大,因此本专利技术中所使用的覆盖有金属涂层的修正器上,所述金属涂层优选地也使用相对硬度较大的金属颗粒,例如,铁或者铜或者铝等金属颗粒。相应地,所使用的吸附装置优选地是磁铁,其可以吸附上述各种金属颗粒。通过这样的改进方式,既不影响现有的所述修正器对所述研磨垫表面的修正,同时还可以有效地防止散落在研磨垫上的金属颗粒对晶圆表面产生划痕的缺陷,从而提高了最终产品的质量和性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,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。实施例一首先,参考图1所示的是本专利技术提供的一种化学机械研磨装置的结构示意图。具体地,如图1所示的是所述化学机械研磨装置的俯视图,包括研磨头11、研磨垫 12、浆料输送管13、修正装置14、吸附装置15以及去离子水清洗装置16。其中,所述研磨垫 12置于承载台上(图1中未示出)。所述浆料输送管13、所述修正装置14、所述吸附装置 15以及所述去离子水清洗装置16分别通过相应的连接装置(图1中未示出)固定在整个化学机械研磨装置的侧壁或者底部。进一步地,所述浆料输送管13的浆料出口置于所述研磨垫12的上方,靠近所述研磨垫12的中央位置。所述修正装置14包括转动轴141和修正器142,所述修正器142与所述转动轴141之间通过连接器件相连接,其中所述转动轴141靠近所述研磨垫12的边缘, 所述修正器142在转动到所述研磨垫12上方时与所述研磨垫12表面有接触。所述吸附装置15通过的一端通过相应的支撑装置(图1中未示出)与整个所述化学机械研磨装置相连接,另一端位于所述研磨垫12的上方,靠近所述研磨垫12的圆心,并且与所述研磨垫12 之间没有接触。通常其与所述研磨垫表面的距离适中,因为如果所述距离过大,不利于所述吸附装置15吸附散落在所述研磨垫12上的金属颗粒;如果所述距离太小,则在所述本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:邓武锋
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:

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