一种化学机械研磨方法、模块及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种化学机械研磨方法、模块和装置，每个化学机械研磨装置中具有若干不同类型的化学机械研磨模块，每一类型的化学机械研磨模块中包含一个或多个类型相同的研磨清洗子装置，控制子模块，晶片输入子模块，以及晶片输出子模块，该方法按照晶片待进行的化学机械研磨工序，将晶片依次放入每道工序对应的化学机械研磨模块中进行处理，从而能够灵活方便地执行化学机械研磨工艺流程，提高化学机械研磨效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请公开了一种化学机械研磨方法、模块和装置，每个化学机械研磨装置中具有若干不同类型的化学机械研磨模块，每一类型的化学机械研磨模块中包含一个或多个类型相同的研磨清洗子装置，控制子模块，晶片输入子模块，以及晶片输出子模块，该方法按照晶片待进行的化学机械研磨工序，将晶片依次放入每道工序对应的化学机械研磨模块中进行处理，从而能够灵活方便地执行化学机械研磨工艺流程，提高化学机械研磨效率。【专利说明】一种化学机械研磨方法、模块及装置
本专利技术涉及半导体制作领域，特别涉及一种化学机械研磨方法、模块及装置。
技术介绍
当前的半导体制造工艺中很多情况下会用到化学机械研磨(CMP)工艺，比如浅沟槽隔离(STI)氧化娃抛光、局部互联(LI)氧化娃抛光、LI鹤抛光、层间介质(ILD)氧化娃抛光以及双大马式革铜抛光等。现有技术中化学机械研磨装置的结构示意图。如图1所示，该化学机械研磨装置共包括三套研磨子装置和三套研磨后清洗子装置，即研磨子装置1、子装置2和子装置3，以及研磨后清洗子装置1、子装置2和子装置3。在实际应用中，假设某一晶片共需要进行三次研磨，那么该晶片将按照子装置1、子装置2和子装置3的顺序依次进行研磨，根据每个子装置所负责研磨的材料的相同或不同，各子装置可采用相同或不同的研磨浆(slurry )及研磨垫。同样，根据研磨后晶片表面的情况采用的研磨后清洗子装置也有差异。随着半导体制造技术的发展，半导体器件的特征尺寸越来越小，与之相对应的CMP工艺的精度要求也不断提高，因此业界提出了一系列不同的研磨子装置以及研磨后清洗子装置。例如，不同研磨子装置对应不同的研磨工序，业界普遍采用的研磨子装置的种类包括:旋转式研磨装置(Rotary Slurry CMP),固定磨料研磨装置(Fixed Abrasive CMP)和电化学机械研磨装置(E-CMP)等；研磨后清洗子装置的种类包括:声波清洗装置(Mega SonicTank):在不直接接触晶片的情况下，利用高频的声波在清洗液体中的传播来达到将微粒(particle)从晶片表面分离并带走的过程；滚筒刷清洗装置(Brusher):通过毛刷与晶片之间的相对运动，利用毛刷在晶片上的摩擦力将微粒从晶片上带走过程；去离子水/氮化化学清洗DIW/Chemicals Rinse Nitrogen Purging,旋转甩干装置(Spin Dryer):高速旋转晶片，利用旋转时产生的离心力将晶片表面附着的微粒去除；以及异丙醇气体清洗装置(IPADryer):将异丙醇与氮气按一定比例混合，然后将混合气体吹到正在离开水面的晶片表面。由于晶片表面和水面的水层厚度不同，异丙醇在晶片表面和水面之间形成了浓度梯度以及表面张力梯度，从而使得水在表面张力的作用下离开晶片表面，达到干燥的目的。在使用了异丙醇气体干燥法后，化学机械研磨清洗后的晶片缺陷比传统方法得到了显著的改善。在实际应用中，由于图1所示同一个CMP装置中会用到多个不同种类的研磨子装置和研磨后清洗子装置(包括一个或多个研磨子装置，以及一个或多个研磨后清洗子装置)，不仅结构复杂，对于化学机械研磨工艺流程中不同化学机械研磨工序的组合来说，由于每个CMP装置内的研磨清洗子装置是固定不变的，所以当不需要进行某些研磨清洗工序时，该CMP装置内对应的研磨清洗子装置就会闲置，无法最有效率地利用CMP装置，降低了化学机械研磨效率。另一方面，如果针对每批晶片的待进行化学机械研磨工艺流程的工序，对CMP装置中的研磨清洗子装置进行相应改造，不仅费用高昂，实现起来也很不方便。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是:现有的化学机械研磨装置，无法灵活方便地执行化学机械研磨工艺流程，降低了化学机械研磨效率，且根据化学机械研磨工艺流程的工序改造化学机械研磨模块的费用高昂。本专利技术的技术方案是这样实现的:一种化学机械研磨方法，提供晶片和若干化学机械研磨模块，每个所述化学机械研磨模块包括一个或多个类型相同的研磨清洗子装置，确定由若干道化学机械研磨工序组成的晶片待处理化学机械研磨工艺流程，建立所述化学机械研磨工序与所述化学机械研磨模块的对应关系，该方法还包括:按照所述晶片待处理化学机械研磨工艺流程和所述对应关系，将所述晶片依次传送到每道工序对应的化学机械研磨模块的获取范围内；所述对应的化学机械研磨模块接收所述晶片，将所述晶片放入所述研磨清洗子装置进行化学机械研磨或者清洗处理，将处理后的晶片传送到所述化学机械研磨模块外部；直到完成所述晶片待处理化学机械研磨工艺流程。所述化学机械研磨模块的获取范围是指，所述化学机械研磨模块的顶部上方或者所述化学机械研磨模块的侧壁外侧。所述化学机械研磨模块接收所述晶片是指，采用带有真空吸盘的第一机械臂，从所述化学机械研磨模块顶部上方或者侧壁外侧承载晶片。所述将处理后的晶片传递到所述化学机械研磨模块外部是指，采用带有真空吸盘的第二机械臂从所述研磨清洗子装置中承载所述处理后的晶片，通过位于所述化学机械研磨模块，将所述处理后的晶片传送到所述化学机械研磨模块的顶部上方或者将晶片传送到所述化学机械研磨模块的侧壁外侧。一种化学机械研磨模块，该模块包括:一个或多个类型相同的研磨清洗子装置，控制子模块，晶片输入子模块，以及晶片输出子模块；所述清洗研磨清洗子装置，用于对晶片进行化学机械研磨或者清洗处理；在所述化学机械研磨或者清洗处理后，向所述控制子模块发送发送晶片指令；所述控制子模块，用于根据接收的接收晶片指令，控制所述晶片输入子模块在所述化学机械研磨模块的获取范围内承载晶片，将所述晶片放入所述研磨清洗子装置；用于接收所述晶片输入子模块发送的所述处理晶片指令，根据接收的所述处理晶片指令，控制所述研磨清洗子装置对晶片进行化学机械研磨或者清洗处理；用于接收所述研磨清洗子装置发送的所述发送晶片指令，根据接收的所述发送晶片指令，控制所述晶片输出子模块，将处理后的晶片传送到所述化学机械研磨模块外部；所述晶片输入子模块，用于在所述化学机械研磨模块的获取范围内承载晶片，将所述晶片放入所述研磨清洗子装置；所述晶片放入所述研磨清洗子装置之后，向所述控制子模块发送处理晶片指令；所述晶片输出子模块，用于将处理后的晶片传送到所述化学机械研磨模块外部。所述晶片输入子模块，包括晶片输入口和带有真空吸盘的第一机械臂；所述晶片输入口，位于所述化学机械研磨模块顶部或侧壁；所述带有真空吸盘定位第一机械臂，用于通过所述晶片输入口从所述化学机械研磨模块外部承载晶片，将所述晶片放置于所述研磨清洗子装置中。所述晶片输出子模块，包括晶片输出口和带有真空吸盘的第二机械臂；所述晶片输出口，位于所述化学机械研磨模块顶部或侧壁；所述带有真空吸盘定位第二机械臂，用于从所述研磨清洗子装置中承载晶片，将所述晶片通过所述晶片输出口传递到所述化学机械研磨模块外部。一种化学机械研磨装置，该装置包括:控制模块、若干化学机械研磨模块和晶片传输模块；所述控制模块，用于根据接收的化学机械研磨指令，控制所述晶片传输模块，按照确定的晶片待进行化学机械研磨工序和建立的化学机械研磨工序与所述化学机械研磨模块的对应关系，将所述晶片依次传送到每道工序对应的化学机械研磨模块的获取范围内；在将所述晶片传送到当前工序对应的化学机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨方法，提供晶片和若干化学机械研磨模块，每个所述化学机械研磨模块包括一个或多个类型相同的研磨清洗子装置，确定由若干道化学机械研磨工序组成的晶片待处理化学机械研磨工艺流程，建立所述化学机械研磨工序与所述化学机械研磨模块的对应关系，该方法还包括：按照所述晶片待处理化学机械研磨工艺流程和所述对应关系，将所述晶片依次传送到每道工序对应的化学机械研磨模块的获取范围内；所述对应的化学机械研磨模块接收所述晶片，将所述晶片放入所述研磨清洗子装置进行化学机械研磨或者清洗处理，将处理后的晶片传送到所述化学机械研磨模块外部；直到完成所述晶片待处理化学机械研磨工艺流程。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈枫，
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：