[发明专利]晶片抛光方法与晶片抛光设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种晶片抛光方法，尤指一种在化学机械研磨(CMP)之后利用离子或等离子光束对晶片表面进行更高精度的抛光处理的晶片抛光方法。本发明还涉及一实施该方法晶片抛光设备。

背景技术

当今电子元器件的集成度越来越高，例如奔腾IV就集成了四千多万个晶体管，要使这些晶体管能正常工作，就需要对每一个晶体管加一定的电压和电流，这就需要引线来将如此多的晶体管连接起来，但是将这么多的晶体管连接起来，平面布线是不可能的，只能够立体布线或多层布线，在制造这些连线的过程中，必然导致晶片表面严重的不平整。目前使用最为广泛的平坦化技术就是化学机械研磨(CMP)，CMP技术兼其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，可以使晶片表面达到全面性的平坦化，其是通过把晶片放在旋转的研磨垫上，再加一定压力，用化学研磨液来研磨。

但是，随着各种设备上的关键尺寸变得越来越小，对晶片表面平坦度的要求越来越高，传统的CMP技术已不能满足目前对晶片表面平坦度的要求，因此在CMP之后的晶片表面抛光技术已变的越来越重要。且传统的CMP技术只能对晶片的表面进行整体的研磨，难以实现对晶片表面进行精确的逐点处理，这也使CMP技术难以取得更高的精度。且又由于目前的晶片表面尺寸变得越来越大，如200MM，300MM，450MM，这又为如何实现逐点研磨带来了新的难度。

因此，目前的晶片表面抛光技术尚有需要改进之处，以满足日益提高的晶片表面平坦化要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为提供一种新的晶片抛光方法与设备，用以在CMP之后对晶片表面进行进一步的精加工，从而提高晶片表面平坦化程度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种晶片抛光方法，利用离子或等离子光束对晶片表面进行蚀刻从而达到抛光效果，包括以下步骤：确定晶片表面各点需蚀刻的厚度；响应所述需蚀刻的厚度并结合离子或等离子蚀刻率计算出各点需蚀刻的时间；通过离子或等离子光束发生器产生离子或等离子光束对一蚀刻点进行蚀刻，当达到所述蚀刻时间后，移动所述晶片，对下一蚀刻点进行蚀刻。

通过上述方法，可以在CMP之后对晶片表面进行进一步的精加工，由需蚀刻的厚度与离子或等离子蚀刻率(即离子或等离子光束在单位时间内的蚀刻量)来计算出晶片表面每个蚀刻点的蚀刻时间，从而实现了对蚀刻过程的精确控制，大大提高了晶片表面的平坦化程度，可在CMP后实现5-10倍的改进。且可实现对晶片表面某一特定点实现单独处理。

本发明的进一步改进在于：可通过以下步骤确定晶片表面各点需蚀刻的厚度：测定晶片表面各点的厚度；计算所述各点厚度与规定达到的厚度之间的差值，从而确定需蚀刻的厚度。由此非常精确的控制晶片表面各点的蚀刻厚度，保障了蚀刻的准确性。

本发明的进一步改进在于：所述离子或等离子蚀刻率通过离子或等离子类型，需蚀刻的材料，离子或等离子光束发生器的功率以及所述离子或等离子光束在晶片表面聚焦的光斑大小等因素来确定。离子或等离子蚀刻率，即离子或等离子光束在单位时间内的蚀刻量。通过离子或等离子类型，需蚀刻的材料，固定的或者经过校正的离子或等离子光束发生器的功率以及离子或等离子光束在晶片表面聚焦的光斑大小来精确得出该离子或等离子光束在单位时间内的蚀刻量。其中，可根据所需蚀刻点的厚度情况，通过在竖直方向移动所述离子或等离子光束发生器来调节所述离子或等离子光束的光斑大小，所述光斑的较佳调节范围为小于10mm。

本发明的进一步改进在于：所述离子或等离子光束在水平方向上固定，通过在水平方向上移动所述晶片，对晶片表面各点进行蚀刻。

本发明的进一步改进在于：所述离子或等离子光束为非反应离子或等离子束Ar、Ne、Kr或Xe。可通过上述惰性气体以物理蚀刻的方法对各蚀刻点进行蚀刻；所述离子或等离子光束为也可以反应离子或等离子束CH₃、CF₄、SF₆、NF₃、N₂、O₂或BCl₃，此时通过化学反应蚀刻的方法对各蚀刻点进行蚀刻。

本发明的进一步改进在于：通过反射计、偏振光椭圆率测量仪、超声波或X射线来测定所述晶片表面各点的厚度。可通过上述装置非常精确地测定待处理晶片表面各点的厚度。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种晶片抛光设备，其包括：