專利名稱：化學(xué)機(jī)械研磨方法和研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨方法和研磨設(shè)備。 背景技CMP(chemical mechanical polishing，化學(xué)機(jī)械研磨)技術(shù)兼具有研磨性物質(zhì)的機(jī)械式研磨與酸堿溶液的化學(xué)式研磨兩種作用，可以使半導(dǎo)體晶片表面達(dá)到全面性的平坦， 以利于后續(xù)工藝的進(jìn)行。在CMP制程所使用的設(shè)備中，研磨頭被用來將半導(dǎo)體晶片壓在研磨墊上并帶動(dòng)半導(dǎo)體晶片旋轉(zhuǎn)，研磨墊以與半導(dǎo)體晶片旋轉(zhuǎn)的方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，在進(jìn)行研磨時(shí)，研漿供給臂將由研磨顆粒所構(gòu)成的研漿置于半導(dǎo)體晶片與研磨墊間。在高速研磨的過程中，研漿很容易濺射到研磨頭和研漿供給臂等設(shè)備上，在水分揮發(fā)掉后，研漿會形成結(jié)晶附著在CMP設(shè)備上，這些結(jié)晶會導(dǎo)致CMP設(shè)備外表不美觀，且難以清除，更為嚴(yán)重的是，還有可能掉落在研磨墊上，導(dǎo)致研磨時(shí)對半導(dǎo)體晶片造成刮傷。為此，現(xiàn)有技術(shù)中的解決方案如下在CMP設(shè)備上設(shè)置噴水管路，利用所述噴水管路在容易產(chǎn)生結(jié)晶的CMP設(shè)備表面進(jìn)行噴水，保持設(shè)備表面濕潤，防止研漿揮發(fā)結(jié)晶。通過對現(xiàn)有技術(shù)的研究，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的技術(shù)方案中存在以下缺陷如果在研磨進(jìn)行的同時(shí)噴水，則會改變研漿的濃度，影響研磨的效果，因此只能夠在沒有進(jìn)行研磨時(shí)噴水，這樣必然影響生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種化學(xué)機(jī)械研磨方法和研磨設(shè)備，能夠提高生產(chǎn)效率。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，包括在化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層；采用所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨；去除所述薄膜層。優(yōu)選的，所述去除所述薄膜層，包括當(dāng)所述薄膜層上存在的結(jié)晶量大于閥值時(shí)，去除所述薄膜層。優(yōu)選的，所述去除所述薄膜層，包括當(dāng)所述薄膜層的實(shí)際使用時(shí)間大于預(yù)設(shè)的可使用時(shí)間時(shí)，去除所述薄膜層。優(yōu)選的，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件包括研磨頭、研磨頭馬達(dá)的外罩、研漿供給臂和研磨墊控制臂中的一種或多種。優(yōu)選的，所述薄膜層為熱塑性彈性體橡膠薄膜層。相應(yīng)于上述化學(xué)機(jī)械研磨方法，本發(fā)明還提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，用于研磨半導(dǎo)體晶片所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件的外表面設(shè)置有薄膜層。
優(yōu)選的，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件包括研磨頭、研磨頭馬達(dá)的外罩、研漿供給臂和研磨墊控制臂中的一種或多種。優(yōu)選的，所述薄膜層為熱塑性彈性體橡膠薄膜層。優(yōu)選的，所述薄膜層采用粘膠貼附于所述關(guān)鍵部件的外表面。優(yōu)選的，所述薄膜層具有斥水性和透水氣性，并且具有抗酸堿性。應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案，在容易產(chǎn)生結(jié)晶的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層，在高速研磨的過程中，濺射的研漿揮發(fā)形成的結(jié)晶就會附著在薄膜層上，通過更換所述薄膜層，無需停止研磨噴水即可去除結(jié)晶，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，該方案通過更換噴水管路噴灑不到的位置設(shè)置的薄膜層，可以去除通過現(xiàn)有技術(shù)的方案難以去除的結(jié)晶，減少結(jié)晶對半導(dǎo)體晶片的刮傷，提高研磨效果。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械研磨方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械研磨裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。為了避免在進(jìn)行CMP制程中，研漿結(jié)晶導(dǎo)致對半導(dǎo)體晶片造成刮傷，現(xiàn)有技術(shù)中采用噴水管路在容易產(chǎn)生結(jié)晶的CMP設(shè)備表面進(jìn)行噴水，保持設(shè)備表面濕潤，防止研漿揮發(fā)結(jié)晶的方案，然而這種方案如果在研磨進(jìn)行的同時(shí)噴水，則會改變研漿的濃度，影響研磨的效果，因此只能夠在沒有進(jìn)行研磨時(shí)噴水，這樣必然影響生產(chǎn)效率。同時(shí)，受CMP設(shè)備機(jī)臺位置和角度的影響，噴水管路噴射的水只能覆蓋研漿供給臂、研磨墊控制臂等離研磨墊高度較低的部件，對于位置較高的研磨頭和研磨頭馬達(dá)的外罩則無法噴到，無法噴射到的部位仍然會產(chǎn)生結(jié)晶，導(dǎo)致研磨時(shí)對半導(dǎo)體晶片造成刮傷。為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種CMP方法和CMP設(shè)備，其中，所述CMP方法包括在化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層；采用所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨；去除所述薄膜層。所述CMP設(shè)備包括設(shè)置在所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件的外表面的薄膜層。以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明提供的CMP方法和CMP設(shè)備的具體實(shí)施例。實(shí)施例一圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的CMP方法的流程示意圖。該方法具體可以包括以下步驟步驟SlOl 在CMP設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層。其中所述關(guān)鍵部位是指在CMP制程中，容易產(chǎn)生研漿結(jié)晶的CMP設(shè)備部件的表面， 以及噴水管路無法噴射到的部件等，具體可以包括研磨頭、研磨頭馬達(dá)的外罩、研漿供給臂和研磨墊控制臂等部件中的一種或多種。所述薄膜層需要具備具有斥水性和透水氣性，因?yàn)檠袧{的酸堿性在PH 4 10之間，因此所述薄膜層還要具有抗酸堿性。具體的所述薄膜層可以為TPU(Thermoplastic polyurethanes，熱塑性彈性體橡膠)材質(zhì)的薄膜層。所述薄膜層還可以采用粘膠貼附于所述關(guān)鍵部件的外表面，也可以采用噴涂等其他工藝形成于關(guān)鍵部件的外表面。步驟S102 采用所述CMP設(shè)備對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行CMP研磨。研磨頭將半導(dǎo)體晶片壓在研磨墊上并帶動(dòng)半導(dǎo)體晶片壓旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，研磨墊可以由研磨墊控制臂控制以相反的方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，也可以在研磨頭的帶動(dòng)下移動(dòng)。研漿供給臂的噴頭噴灑出由研磨顆粒和化學(xué)物質(zhì)組成的研漿，研漿被置于半導(dǎo)體晶片和研磨墊之間。通過研磨顆粒物質(zhì)的機(jī)械式研磨與研漿中的酸堿溶液的化學(xué)式研磨兩種作用，可以使半導(dǎo)體晶片表面達(dá)到全面性的平坦化，以利后續(xù)工藝的進(jìn)行。步驟S103 去除所述薄膜層。具體的，預(yù)先設(shè)置薄膜層上結(jié)晶量的閥值，并實(shí)時(shí)檢測薄膜層上的結(jié)晶量，當(dāng)結(jié)晶量達(dá)到預(yù)設(shè)的閥值時(shí)，去除所述薄膜層。還可以預(yù)先設(shè)置薄膜層的可使用時(shí)間，當(dāng)薄膜層的實(shí)際使用時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的可使用時(shí)間時(shí)，去除所述薄膜層。以TPU材質(zhì)的薄膜層為例，去除所述薄膜層的方式可以為直接揭起所述薄膜層， 也可以通過噴灑相應(yīng)的有機(jī)溶劑溶解所述薄膜層。通過去除所述薄膜層?？梢匀コ秊R射的研漿揮發(fā)形成的結(jié)晶，減小掉落在研磨墊上的結(jié)晶，從而減小研磨時(shí)結(jié)晶對半導(dǎo)體晶片造成刮傷的幾率。在去除薄膜層之后，如需再次進(jìn)行化學(xué)機(jī)械化研磨，可以返回并執(zhí)行步驟S101，在所述CMP設(shè)備的關(guān)鍵部件的外表面設(shè)置新的薄膜層。本實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械研磨方法，在容易產(chǎn)生結(jié)晶的CMP設(shè)備表面設(shè)置薄膜層，在高速研磨的過程中，濺射的研漿揮發(fā)形成的結(jié)晶就會附著在薄膜層上，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)置薄膜層上結(jié)晶量的閥值或預(yù)設(shè)薄膜層的使用時(shí)間時(shí)，通過更換所述薄膜層，無需停止研磨噴水即可去除結(jié)晶，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，在噴水管路噴灑不到的位置設(shè)置了薄膜層，通過更換薄膜層，可以去除通過現(xiàn)有技術(shù)的方案難以去除的結(jié)晶，減少結(jié)晶對半導(dǎo)體晶片的刮傷，提高研磨效果。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種CMP設(shè)備，在以下實(shí)施例詳細(xì)說明。實(shí)施例二 本實(shí)施例提供了一種CMP設(shè)備，用于研磨半導(dǎo)體晶片，如圖2所示，為所述CMP設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該CMP設(shè)備的關(guān)鍵部件的外表面設(shè)置有薄膜層201。其中所述關(guān)鍵部位指在CMP制程中容易產(chǎn)生研漿結(jié)晶的CMP設(shè)備表面，以及噴水管路無法噴射到的部件等，具體可以為研磨頭202、研磨頭馬達(dá)的外罩203、研漿供給臂204和研磨墊控制臂205等部件中的一種或多種。所述薄膜層201需要具備具有斥水性和透水氣性，因?yàn)檠袧{的酸堿性在PH 4 10 之間，因此所述薄膜層還要具有抗酸堿性。具體的所述薄膜層可以為TPU(Thermoplastic polyurethanes，熱塑性彈性體橡膠)材質(zhì)的薄膜層。所述薄膜層還可以采用粘膠貼附于所述關(guān)鍵部件的外表面。此外，所述薄膜層可以更換，當(dāng)所述薄膜層上存在的結(jié)晶量大于閥值時(shí)，或薄膜層的實(shí)際使用時(shí)間達(dá)到預(yù)設(shè)的可使用時(shí)間時(shí)，可以去除所述薄膜層，并設(shè)置新的薄膜層。該CMP設(shè)備的工作方式如下研磨頭202將半導(dǎo)體晶片207壓在研磨墊206上并帶動(dòng)半導(dǎo)體晶片壓旋轉(zhuǎn)移動(dòng)， 研磨墊206可以由研磨墊控制臂205控制以相反的方向旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，也可以在研磨頭202的帶動(dòng)下移動(dòng)。研漿供給臂204的噴頭噴灑出由研磨顆粒和化學(xué)物質(zhì)組成的研漿，研漿被置于半導(dǎo)體晶片207和研磨墊206之間。通過研磨顆粒物質(zhì)的機(jī)械式研磨與研漿中的酸堿溶液的化學(xué)式研磨兩種作用，可以使半導(dǎo)體晶片表面達(dá)到全面性的平坦化，以利后續(xù)工藝的進(jìn)行。本實(shí)施例提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的容易產(chǎn)生結(jié)晶的關(guān)鍵部件的外表面設(shè)置有薄膜層，在該CMP設(shè)備高速研磨的過程中，濺射的研漿揮發(fā)形成的結(jié)晶就會附著在薄膜層上，通過更換薄膜層，避免了結(jié)晶掉落在研磨墊上導(dǎo)致的研磨時(shí)對半導(dǎo)體晶片造成刮傷，無需停止研磨噴水即可去除結(jié)晶，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，CMP設(shè)備中噴水管路噴灑不到的位置也設(shè)置有薄膜層，通過更換所述薄膜層，可以去除通過現(xiàn)有技術(shù)的方案難以去除的結(jié)晶，減少結(jié)晶對半導(dǎo)體晶片的刮傷，提高研磨效果。本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨方法，其特征在于，包括在化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層； 采用所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨； 去除所述薄膜層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述薄膜層，包括 當(dāng)所述薄膜層上存在的結(jié)晶量大于閥值時(shí)，去除所述薄膜層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除所述薄膜層，包括 當(dāng)所述薄膜層的實(shí)際使用時(shí)間大于預(yù)設(shè)的可使用時(shí)間時(shí)，去除所述薄膜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件包括 研磨頭、研磨頭馬達(dá)的外罩、研漿供給臂和研磨墊控制臂中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述薄膜層為熱塑性彈性體橡膠薄膜層。
6.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，用于研磨半導(dǎo)體晶片，其特征在于 所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件的外表面設(shè)置有薄膜層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件包括研磨頭、研磨頭馬達(dá)的外罩、研漿供給臂和研磨墊控制臂中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述薄膜層為熱塑性彈性體橡膠薄膜層。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述薄膜層采用粘膠貼附于所述關(guān)鍵部件的外表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述薄膜層具有斥水性和透水氣性，并且具有抗酸堿性。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種化學(xué)機(jī)械研磨方法和研磨裝置，該方法包括在化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層；采用所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備對半導(dǎo)體晶片進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨；去除所述薄膜層。本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，在容易產(chǎn)生結(jié)晶的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的關(guān)鍵部件外表面設(shè)置薄膜層，在高速研磨的過程中，濺射的研漿揮發(fā)形成的結(jié)晶就會附著在薄膜層上，通過更換所述薄膜層，無需停止研磨噴水即可去除結(jié)晶，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)，通過更換噴水管路噴灑不到的位置設(shè)置的薄膜層，可以去除通過現(xiàn)有技術(shù)的方案難以去除的結(jié)晶，減少結(jié)晶對半導(dǎo)體晶片的刮傷，提高研磨效果。
文檔編號B24B37/04GK102380818SQ20101026861
公開日2012年3月21日 申請日期2010年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月1日
發(fā)明者周祖源, 孟昭生, 曾明, 湯舍予 申請人:無錫華潤上華半導(dǎo)體有限公司, 無錫華潤上華科技有限公司