一种化学机械抛光设备及化学机械抛光方法，所述化学机械抛光设备包括：抛光头、与所述抛光头相连的轴杆、抛光盘，设置于所述抛光盘上的抛光垫，带动所述抛光垫线性运动的第一传动部件，还包括与所述轴杆相连的第二传动部件，所述第二传动部件通过所述轴杆带动所述抛光头线性运动，且所述抛光头的线性运动方向平行于所述抛光垫的线性运动方向。本发明专利技术实施例的化学机械抛光设备和方法能够提高抛光效率，有效的降低台阶高度，而且有利于避免对平行式样的侧向压力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体制造及半导体设备领域，特别涉及一种。
技术介绍
化学机械抛光(CMP)工艺是一种平坦化工艺，在1990年被引入集成电路制造工艺以来，经过不断实践和发展，已成为推动集成电路技术节点不断缩小的关键工艺。目前CMP已经广泛应用在浅沟槽隔离结构平坦化，栅电极平坦化，钨塞平坦化，铜互连平坦化等工艺中。 图I示出了现有技术的一种CMP设备的剖面结构示意图，图2示出了该CMP设备的立体结构示意图，结合图I和图2，该CMP设备包括抛光头10 ;与抛光头10相连的轴杆11 ;设置于抛光头10上的用于固定晶圆13的夹持环(retaining ring) 12 ;位于抛光头10下方的抛光盘(platen) 14 ;与所述抛光盘14相连的传动件15 ;固定于抛光盘14上的抛光垫16 ;用于向抛光垫16上喷淋抛光液(slurry) 18的管道17。在进行CMP时，轴杆11对抛光头10提供向下的下压力(down force),将晶圆13按压在抛光垫16上,轴杆11带动所述抛光头10沿抛光头10的轴线旋转，传动件15带动抛光盘14及抛光垫16沿抛光盘14的轴线旋转，同时管道17向抛光垫16喷淋抛光液18。在CMP过程中，晶圆13的表面部分与抛光液18发生化学反应，反应后的产物在抛光垫16的机械研磨作用下被去除，从而降低了晶圆13的表面部分的台阶高度(step height),实现了平坦化。图3示出了现有技术中另一种CMP设备的剖面结构示意图，包括抛光头20 ;与所述抛光头20相连的轴杆21，轴杆21带动抛光头20沿抛光头20的轴线旋转；位于抛光头20下方的抛光盘22 ;设置于抛光盘22上的抛光垫23 ;传动部件24,所述传动部件24可以是电动机带动的滚轴，在抛光时带动抛光垫23做线性运动，同时抛光头20将晶圆按压在抛光盘22上方的抛光垫23上并带动晶圆旋转，完成化学机械抛光过程。随着集成电路制造工艺水平的不断提高，器件的特征尺寸越来越小，使用上述CMP设备无法快速有效的降低台阶高度，不能满足工艺需求。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是随着工艺水平的提高，现有技术的CMP设备及CMP方法无法有效的降低台阶高度的问题。为解决上述问题，本专利技术提供了一种化学机械抛光设备，包括抛光头、与所述抛光头相连的轴杆、抛光盘，设置于所述抛光盘上的抛光垫，带动所述抛光垫线性运动的第一传动部件，还包括与所述轴杆相连的第二传动部件，所述第二传动部件通过所述轴杆带动所述抛光头线性运动，且所述抛光头的线性运动方向平行于所述抛光垫的线性运动方向。可选地，所述化学机械抛光设备还包括与所述轴杆相连的第三传动部件，所述第三传动部件通过所述轴杆带动所述抛光头沿所述抛光头的轴线旋转。可选地，所述化学机械抛光设备与所述抛光盘相连的第四传动部件，所述第四传动部件带动所述抛光盘和抛光垫沿所述抛光盘的轴线旋转。本专利技术还提供了一种化学机械抛光方法，包括提供基底，所述基底上形成有多个延伸方向相互平行的式样；对所述基底进行第一化学机械抛光，在所述第一化学机械抛光过程中，驱动化学机械抛光设备的抛光头和设置于抛光盘上的抛光垫沿所述式样的延伸方向线性运动。在所述第一化学机械抛光之前，所述化学机械抛光方法还包括对所述基底进行第二化学机械抛光，在所述第二化学机械抛光过程中，驱动所述化学机械抛光设备的抛光头沿所述抛光头的轴线旋转，驱动所述抛光垫沿所述式样的延伸方向线性运动。在所述第一化学机械抛光之后，所述化学机械抛光方法还包括对所述基底进行第三化学机械抛光，在所述第三化学机械抛光过程中，驱动所述化学机械抛光设备的抛光 头沿所述抛光头的轴线旋转，驱动所述抛光垫沿所述式样的延伸方向线性运动。在所述第一化学机械抛光之前，所述化学机械抛光方法还包括对所述基底进行第四化学机械抛光，在所述第四化学机械抛光过程中，驱动所述化学机械抛光设备的抛光头沿所述抛光头的轴线旋转，驱动所述抛光垫沿所述抛光盘的轴线旋转。在所述第一化学机械抛光之后，所述化学机械抛光方法还包括对所述基底进行第五化学机械抛光，在所述第五化学机械抛光过程中，驱动所述化学机械抛光设备的抛光头沿所述抛光头的轴线旋转，驱动所述抛光垫沿所述抛光盘的轴线旋转。可选地，所述式样包括浅沟槽隔离、栅电极或金属互连结构。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案有如下优点本专利技术实施例的CMP设备的抛光头和抛光垫能够都能够线性运动，且二者线性运动的方向平行，在进行化学机械抛光时，二者线性运动的方向平行于被抛光基底上形成的式样(pattern)的延伸方向，从而能够减弱对所述式样的侧向压力，并有利于降低台阶高度。附图说明图I是现有技术的一种化学机械抛光设备的剖面结构示意图；图2是图I所示的化学机械抛光设备的立体结构示意图；图3是现有技术的另一种化学机械抛光设备的剖面结构示意图；图4是表面具有多个平行式样的基底的俯视图；图5是图4所示基底沿a-a'方向的剖面结构示意图；图6是本专利技术实施例的化学机械抛光设备的剖面结构示意图；图7是本专利技术实施例的化学机械抛光方法的剖面结构示意图。具体实施例方式现有技术中的CMP设备在工作时一般都是抛光头和抛光盘分别旋转，在工艺水平提高时，无法快速有效的降低台阶高度，不能满足工艺需求。专利技术人经过研究发现，随着工艺水平的不断提高，基底上的浅沟槽隔离、栅电极、金属互连结构等式样的延伸方向一般都是平行的。参考图4和图5，基底30上形成的式样31的延伸方向是相互平行的，在CMP过程中抛光头和/或抛光盘的旋转会对式样31造成侧向的压力，可能会导致式样31的侧倾；另一方面，由于多个式样31的台阶高度h是沿一单一方向的，而CMP过程中基底30旋转产生的研磨效果是沿各个方向的，因此为了使台阶高度h减小至目标值，往往需要更长的时间，导致生产效率较低。本 专利技术实施例的CMP设备的抛光头和抛光垫都能够线性运动，且二者线性运动的方向平行，在进行化学机械抛光时，二者线性运动的方向平行于被抛光的基底30上的式样31的延伸方向，能够减弱对所述式样31的侧向压力，而且由于CMP过程中的研磨方向有针对性，因而能够加速CMP过程，更快速有效的减小台阶高度h。所述式样31可以是半导体加工工艺中的浅沟槽隔离、栅电极或金属互连结构等，需要说明的是，此处多个式样31的延伸方向平行也包括多个式样31中各个式样31的某一段相互平行的情况。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。在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广。因此本专利技术不受下面公开的具体实施方式的限制。图6示出了本实施例的CMP设备的剖面结构示意图，包括抛光头40 ;与所述抛光头40相连的轴杆41 ;抛光盘44，所述抛光盘44位于抛光头40下方；设置于所述抛光盘44上的抛光垫45 ;第一传动部件46，所述第一传动部件46带动所述抛光垫45线性运动；与所述轴杆41相连的第二传动部件42，所述第二传动部件42通过所述轴杆41带动所述抛光头40线性运动。作为一个优选的实施例，该CMP设备还包括与所述轴杆41相连的第三传动部件43，所述第三传动部件4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学机械抛光设备，包括：抛光头、与所述抛光头相连的轴杆、抛光盘，设置于所述抛光盘上的抛光垫，带动所述抛光垫线性运动的第一传动部件，其特征在于，还包括与所述轴杆相连的第二传动部件，所述第二传动部件通过所述轴杆带动所述抛光头线性运动，且所述抛光头的线性运动方向平行于所述抛光垫的线性运动方向。
【技术特征摘要】
1.一种化学机械抛光设备,包括抛光头、与所述抛光头相连的轴杆、抛光盘，设置于所述抛光盘上的抛光垫，带动所述抛光垫线性运动的第一传动部件，其特征在于，还包括与所述轴杆相连的第二传动部件，所述第二传动部件通过所述轴杆带动所述抛光头线性运动，且所述抛光头的线性运动方向平行于所述抛光垫的线性运动方向。2.根据权利要求I所述的化学机械抛光设备，其特征在于，还包括与所述轴杆相连的第三传动部件，所述第三传动部件通过所述轴杆带动所述抛光头沿所述抛光头的轴线旋转。3.根据权利要求I所述的化学机械抛光设备，其特征在于，还包括与所述抛光盘相连的第四传动部件，所述第四传动部件带动所述抛光盘和抛光垫沿所述抛光盘的轴线旋转。4.一种化学机械抛光方法,其特征在于,包括 提供基底，所述基底上形成有多个延伸方向相互平行的式样； 对所述基底进行第一化学机械抛光，在所述第一化学机械抛光过程中，驱动化学机械抛光设备的抛光头和设置于抛光盘上的抛光垫沿所述式样的延伸方向线性运动。5.根据权利要求4所述的化学机械抛光方法，其特征在于，在所述第一化学机械抛光之前，还包括对所述基底进行第二化学机械抛光...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱慧珑，钟汇才，梁擎擎，赵超，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，北京北方微电子基地设备工艺研究中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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