[发明专利]化学机械研磨控制方法及装置、化学机械研磨方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种化学机械研磨控制方法及化学机械研磨控制装置、采用了化学机械研磨控制方法的化学机械研磨方法、以及配置了该化学机械研磨控制装置的化学机械研磨设备。

背景技术

化学机械研磨(CMP，chemical mechanical polishing，也称为化学机械抛光)目前被广泛用于半导体制造过程中的表面平坦化工艺处理。化学机械研磨的过程是把晶圆放在旋转的研磨垫上，再加一定的压力，用化学研磨液来研磨晶圆以使晶圆平坦化。在化学机械研磨设备对硅片进行研磨的过程中，研磨剂通过管路流在研磨垫上，在研磨过程中起到润滑作用，并且研磨剂也可与所研磨的硅片起适当的化学反应，提高研磨去除速度。

但是，研磨垫在研磨一段时间后，就有一些研磨颗粒和研磨下来的膜的残留物留在研磨垫上和沟道内，这些都会影响研磨液在研磨垫的分布，从而影响研磨的均匀性。所以，有时候需要对研磨垫进行研磨液清洗，以便使得研磨垫得到功能恢复。

更具体地说，研磨垫具体地说例如是高分子多孔材质的软垫，其上面刻有沟槽，便于研磨液的分布，研磨时，硅片背面加压，正面接触研磨垫进行研磨。研磨垫清洗装置例如包括刷子，在每研磨完一片硅片后，利用刷子来用于对研磨垫进行清理修整工作。

但是，当化学机械研磨设备正在研磨晶圆的时候(此时有研磨液往对晶圆进行严密的晶圆研磨垫上流)，如果化学机械研磨设备由于研磨垫清洗装置的故障(例如，刷子在刷研磨垫的时候卡住)而发出警报信息，那么正在研磨晶圆的研磨头就会连同晶圆马上抬起来以离开当前正在研磨的研磨垫；而由于当前正在研磨的晶圆处于被研磨状态，其表面会还有残留的研磨液，这样，在被研磨过的晶圆离开当前正在研磨的研磨垫之后，残留的研磨液会和晶圆产生化学反应，由此会把晶圆表面孔里面的钨腐蚀掉。

具体地说，图1是示意性地示出了根据现有技术的化学机械研磨技术造成的钨腐蚀问题的示意图。如图1所示，左侧图片中原本应该填充有钨A的位置，由于研磨液的腐蚀而变成了空的凹槽B。

因此，希望能够提供一种能够在研磨垫清洗装置发生故障而发出警报信息时防止残留研磨液对晶圆的腐蚀的化学机械研磨控制方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够在研磨垫清洗装置发生故障而发出警报信息时防止残留研磨液对晶圆的腐蚀的化学机械研磨控制方法及化学机械研磨控制装置、采用了化学机械研磨控制方法的化学机械研磨方法、以及配置了该化学机械研磨控制装置的化学机械研磨设备。

根据本发明的第一方面，提供了一种化学机械研磨控制装置，其包括：清洗剂喷射单元、控制单元和清洗剂喷射单元；其中，所述控制单元用于控制所述清洗剂喷射单元的清洗剂喷射以及化学机械研磨设备的研磨头的抬升；并且，所述清洗剂喷射单元在所述控制单元的控制下向所述研磨头上的晶圆喷射用于清洗研磨液的清洗剂；并且其中，所述控制单元在化学机械研磨设备的研磨垫清洗装置开始清洗研磨垫之后经过第一时间而仍未回到正常状态时使所述研磨头带着晶圆抬升，并且在研磨垫清洗装置开始清洗研磨垫之后经过第二时间时使清洗剂喷射单元将清洗剂喷向所述晶圆；其中，第一时间小于第二时间。

优选地，所述清洗剂是去离子水。

优选地，所述控制单元包括第一计时器装置，用于从研磨垫清洗装置接收表示研磨垫清洗装置开始清洗研磨垫的研磨垫清洗启动信号，并且在接收到研磨垫清洗启动信号时，开始计时，当第一计时器装置计算到第一时间时，向所述研磨头输出使研磨头带动其上所附的晶圆抬升的研磨头抬升信号。

优选地，所述控制单元包括第二计时器装置，用于从研磨垫清洗装置接收表示研磨垫清洗装置开始清洗研磨垫的研磨垫清洗启动信号，并且在接收到研磨垫清洗启动信号时，开始计时，当第二计时器装置计算到第二时间时，向清洗剂喷射单元输出使清洗剂喷射单元将清洗剂喷向所述晶圆的清洗剂喷射启动信号。

根据本发明的第二方面，提供了一种化学机械研磨控制方法，其包括：在研磨垫清洗装置开始清洗研磨垫之后经过第一时间而仍未回到正常状态时使所述研磨头带着晶圆抬升；以及在研磨垫清洗装置开始清洗研磨垫之后经过第二时间时使清洗剂喷射单元将清洗剂喷向所述晶圆；其中，第一时间小于第二时间。

优选地，所述清洗剂是去离子水。