[发明专利]用于化学机械研磨工具的装置

说明书

技术领域

本发明实施例关于一种半导体制程技术，特别有关于一种化学机械研磨(CMP)工具、装置及方法。

背景技术

半导体元件(semiconductor devices)被使用在各种电子应用领域，例如个人电脑、手机、数码相机等电子设备中。一些半导体元件包括例如集成电路裸片(integrated circuit dies)，通常，有数十个或数百个集成电路裸片在一个半导体晶片上被制造，之后该些集成电路沿着切割线再被切割分开(singulated)。又，半导体元件的制作通常包括在一半导体基板上依序沉积绝缘或介电层、导电层与半导体材料层，并使用光刻技术(lithography)对上述各种材料层进行图案化，以形成在基板上方的电路部件及元件。

化学机械研磨(Chemical-mechanical polishing(CMP))为被使用于半导体元件的制造中的一种制程类型。CMP为一种制程，可使用化学及机械力的组合来使晶片的表面光滑及平坦化。集成电路裸片以晶片型式被置入一CMP工具(tool)的腔室，并在制程的各个阶段中被平坦化(planarized)或研磨(polished)。CMP制程可将一晶片的例如介电层、半导体层及导电材料层形成平坦的表面。

CMP工具通常具有一可转动的平台及一贴附于平台的研磨垫。在一些CMP制程中，可使用一预定量的压力将一半导体晶片倒置抵靠在研磨垫上。又，在CMP制程中，一称作研磨液的分散液，包含一些化学品(chemicals)及微小的磨料颗粒(microabrasive grains)，可被施加至研磨垫，当晶片被保持抵靠在该旋转的研磨垫上时。在一些应用中，晶片亦可被转动。

发明内容

本发明一实施例提供一种用于一(Chemical-mechanical polishing(CMP))工具的装置，包括一载具及一嵌入式虚设盘(embedded dummy disk)。嵌入式虚设盘耦合于载具，并包括一基板及一设于基板上方的薄膜。载具可耦合于CMP工具的一处理器的一臂。载具与嵌入式虚设盘被配置成嵌入CMP工具的一外壳内。在准备一晶片的一研磨制程时，嵌入式虚设盘适用于被CMP工具所研磨。

本发明一实施例提供一种CMP工具，包括一外壳、一平台、一研磨垫、一研磨液分配器、一处理器、一第一载具及一第二载具。平台设于外壳内。研磨垫设于平台上。研磨液分配器设于外壳内且靠近平台。处理器设于外壳内且靠近平台。第一载具藉由一第一臂耦合于处理器，且第一载具适用于保持一晶片。第二载具藉由一第二臂耦合于处理器，且一嵌入式虚设盘耦合于第二载具。嵌入式虚设盘具有一基板及一设于基板上方的薄膜。第二载具及嵌入式虚设盘被嵌入CMP工具的外壳内。

本发明一实施例提供一种化学机械地(chemically-mechanically)研磨一晶片的方法，包括将一晶片置于一CMP工具内，其中CMP工具包括耦合于一处理器的一嵌入式虚设盘及具有一研磨垫设于其上的一平台。嵌入式虚设盘被嵌入CMP工具内。嵌入式虚设盘具有一基板及一设于基板上方的薄膜。上述方法亦包括利用研磨垫及一研磨液研磨嵌入式虚设盘、利用研磨垫及上述研磨液研磨晶片、及将晶片自CMP工具移出。

附图说明

根据以下的详细说明并配合所附附图做完整公开。应注意的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。

图1显示根据本发明一些实施例的一种化学机械研磨(CMP)工具，其包括一嵌入式虚设盘(embedded dummy disk)。

图2及3显示根据一些实施例的图1中所示的CMP工具的部分的上视图。

图4显示根据一些实施例的在一研磨制程的各个阶段的CMP工具的部分的上视图。

图5至9显示根据一些实施例的CMP工具的部分的上视图，其包括各种数量的嵌入式虚设盘及用于嵌入式虚设盘的载具。

图10至14显示根据一些实施例的载具的底视图，其包括各种数量的嵌入式虚设盘。

图15显示根据一些实施例的使用一嵌入式虚设盘的一种CMP方法的流程图。

图16至19显示根据一些实施例的一CMP制程的各个阶段。

图20显示根据一些实施例的使用一嵌入式虚设盘的一种CMP方法的流程图。

图21显示根据本发明一些实施例的一嵌入式虚设盘的剖视图。

【符号说明】

100～化学机械研磨(CMP)工具；

101～装置；