[发明专利]化学机械抛光设备及方法

说明书

技术领域

本发明关于一种化学机械抛光(chemical mechanical polishing)技术或者一种化学机械平坦化(chemical mechanical planarization)技术，特别是指一种改进的化学机械抛光设备及其制造方法，可在化学机械抛光工艺中精确控制抛光均匀度。

背景技术

机械抛光或化学机械抛光(chemical mechanical planarization，CMP)为现今的半导体工艺中用来高度平坦化半导体晶片表面的不可或缺的技术。在化学机械抛光工艺中，晶片被按压在一旋转的抛光垫。此外，晶片可同时在覆盖有浆料的抛光垫表面上旋转和来回摆动，增加其抛光效率。

图1是一种公知化学机械抛光单元的示意图。化学机械抛光单元30包含一平台300，连接一机台轴301，在抛光时，平台300会朝着机台轴301的中央轴旋转。一抛光垫310设置在平台300上。一抛光头320固定并旋转晶片322。在抛光时，浆料由一浆料提供装置330喷洒到抛光垫310上。抛光头320将旋转的晶片322压至抛光垫310上使抛光垫310的抛光表面及晶片322产生相对运动，造成晶片的表面上产生机械结合化学的效应。抛光垫310的尺寸可以是晶片322直径的数倍，而且在抛光时，晶片322通常是远离抛光垫310的旋转中心。

公知的化学机械抛光技术的其中一個问题是：在一晶片表面的不同位置上很难控制抛光速率。因为晶片表面上的抛光速率一般正比抛光垫的相对旋转速度，因此在晶片上的特定点的抛光速率与旋转轴的距离有关。但是，为了在后续的高解析度光刻工艺中可靠的制造出下一层的电路，在化学机械抛光工艺中有效的控制抛光均匀度显得非常重要。也就是说，高解析度光刻工艺只有在平坦的晶片表面上才可达到高精确度。

发明内容

本发明提出一种改进的化学机械抛光设备，可以解决上述问题。

本发明提供一种化学机械抛光设备，包含一壳体；一平台设置在壳体中，其中平台由一中央圆形部分和一周围环形部分所组成，其中周围环形部分环绕中央圆形部分，且周围环形部分与中央圆形部分之间具有一间隙；一抛光头用来固定并旋转一晶片；一第一抛光垫设置在中央圆形部分上；以及第二抛光垫设置在周围环形部分上。一第一喷嘴用来提供一第一浆料在第一抛光垫上。一第二喷嘴用来提供一第二浆料在第二抛光垫上。第一浆料以及第二浆料以不同流速提供。

附图说明

图1是公知化学机械抛光单元的示意图。

图2是化学机械抛光设备的剖面示意图。

图3是晶片及抛光垫相对位置的俯视图。

其中，附图标记说明如下：

10      化学机械抛光设备    30      化学机械抛光单元

100     壳体                101、301机台轴

110、300平台                110a    中央圆形部分

110b    周围环形部分        112a    第一抛光垫

112b    第二抛光垫          113     间隙

150、250方向                220、320抛光头

260

222、322晶片            230a    第一喷嘴

230b    第二喷嘴        310     抛光垫

330     浆料提供装置    d       宽度

E       环形边缘区域    S1      第一浆料

S2      第二浆料

具体实施方式

虽然本发明以优选实施例揭露如下，然其并非用来限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求书所界定的为标准，为了不使本发明的精神晦涩难懂，部分公知结构与工艺步骤的细节将不在此揭露。

同样地，图示所表示为优选实施例中的装置示意图但并非用来限定装置的尺寸，特别是，为使本发明可更清晰地呈现，部分组件的尺寸可能放大呈现在图中。再者，多个优选实施例中所揭示相同的组件者，将标示相同或相似的符号以使说明更容易且清晰。