[发明专利]用于受限区域平坦化的设备和方法

权利要求书

1.一种半导体晶片的受限区域平坦化的方法，包括：

将临近头设在半导体晶片顶部表面上方并且邻近该表面，从而该临近头的阳离子交换隔膜面对该半导体晶片的顶部表面；

将电解液设在该阳离子交换隔膜的顶部表面和阴极之间；

在该阳离子交换隔膜底部表面和该半导体晶片的顶部表面之间流动去离子水；和

将偏置电压施加在该半导体晶片的顶部表面和该阴极之间，从而从该半导体晶片的顶部表面释放的阳离子受到影响而穿过该去离子水、该阳离子交换隔膜和该电解液到达该阴极。

2.如权利要求1所述的用于半导体晶片的受限区域平坦化的方法，进一步包括：

控制该去离子水的流动速率，从而该阳离子交换隔膜在伯努利力的影响下朝向该半导体晶片的顶部表面挠曲而不接触该半导体晶片的顶部表面。

3.如权利要求2所述的用于半导体晶片的受限区域平坦化的方法，其中该阳离子交换隔膜的挠曲导致靠近该阳离子交换隔膜的底部表面的该去离子水的pH改变区域接触该晶片的顶部表面，该去离子水的pH改变区域导致从该半导体晶片的顶部表面释放出阳离子。

4.如权利要求1所述的用于半导体晶片的受限区域平坦化的方法，进一步包括：

扫描该临近头下方的半导体晶片，从而以基本上均匀地自上而下的方式去除该半导体晶片的顶部表面上存在的金属化地势。

5.如权利要求1所述的用于半导体晶片的受限区域平坦化的方法，进一步包括：

排出邻近该阳离子交换隔膜的底部表面的第一位置处的去离子水；

吸出邻近该阳离子交换隔膜的底部表面的第二位置处的去离子水，从而去离子水溢出该阳离子交换隔膜的底部表面。

6.如权利要求1所述的用于半导体晶片的受限区域平坦化的方法，其中该阳离子交换隔膜限定为使阳离子能够流过该阳离子交换隔膜并且阻止阴离子流过该阳离子交换隔膜，同时提供大块流体限制。

7.如权利要求1所述的用于半导体晶片的受限区域平坦化的方法，进一步包括：

控制该阳离子交换隔膜的顶部表面上的电解质溶液的压力，以便控制该阳离子交换隔膜的挠性。

8.一种用于检测受限区域平坦化工艺中平坦化终点的方法，包括：

将临近头设在半导体晶片顶部表面上方并且邻近该表面，从而该临近头的阳离子交换隔膜面对该半导体晶片的顶部表面；

将电解液设在该阳离子交换隔膜的顶部表面和阴极之间；

在该阳离子交换隔膜底部表面和该半导体晶片的顶部表面之间流动去离子水；

将偏置电压施加在该半导体晶片的顶部表面和该阴极之间，从而从该半导体晶片的顶部表面释放的阳离子受到影响而穿过该去离子水、该阳离子交换隔膜和该电解液到达该阴极；和

监测通过该阳离子交换隔膜的电流量以监测平坦化工艺的终点。

9.如权利要求8所述的用于检测受限区域平坦化工艺中平坦化终点的方法，其中该平坦化工艺的终点对应所监测的通过该阳离子交换隔膜的电流量的趋平。

10.如权利要求8所述的用于检测受限区域平坦化工艺中平坦化终点的方法，其中通过该阳离子交换隔膜的电流量是通过测量该半导体晶片的顶部表面和该阴极之间的电流来监测的。

11.如权利要求8所述的用于检测受限区域平坦化工艺中平坦化终点的方法，进一步包括；

扫描该临近头下方的半导体晶片，从而存在于该半导体晶片的顶部表面上的金属化地势以基本上均匀地自上而下的方式去除。

12.如权利要求8所述的用于检测受限区域平坦化工艺中平坦化终点的方法，进一步包括：

控制该去离子水的流率，从而该阳离子交换隔膜在伯努利力的作用下向该半导体晶片的顶部表面弯曲但不接触该半导体晶片的顶部表面。

13.如权利要求12所述的用于检测受限区域平坦化工艺中平坦化终点的方法，其中该阳离子交换隔膜的弯曲使得邻近该阳离子交换隔膜底部表面的去离子水pH改性区域与该半导体晶片的顶部表面接触，该去离子水的pH改性区域使得该阳离子从该半导体晶片的顶部表面释出。