[发明专利]化学机械研磨机台中研磨液及去离子水输送管的配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路制造工序中的化学研磨制程，具体涉及一种化学研磨机台中研磨液输送管的配置方法。

背景技术

半导体器件制造工艺中，广泛使用化学机械研磨(CMP，ChemicalMechanical polishing)系统进行平整处理。研磨装置一般包括研磨垫和研磨平台。半导体晶片被固定于研磨平台，研磨垫面对要抛光的半导体晶片，在研磨半导体晶片时，研磨垫在具有辅助研磨成分的研磨液(slurry)存在下，以一定压力接触和研磨半导体晶片，使其表面趋于平整。

上述的研磨液是一种消耗品，在研磨过程中通过管道不断注入研磨垫和被抛光的晶片之间，以保证研磨的性能。在研磨结束时，需要通过管道注入去离子水清洗晶片表面，以洗去其表面留下的研磨液等物质。

目前常用的化学机械研磨系统，例如EABRA机台，研磨液和去离子水虽然是分开泵出，但是到达研磨平台之前的很长一段距离都使用同一根管道输送。请参见图1所示的EABRA机台中所采用的研磨液以及去离子水输送系统示意图，EABRA机台的输送系统具有研磨液泵出管1、调节研磨液浓度用的去离子水管2以及清洗用的去离子水管3，所述研磨液泵出管1可以定速定量输出研磨液；所述调节研磨液浓度用的去离子水管2接在研磨液泵出管1上，其作用是调节研磨液泵出管1输出的研磨液浓度，研磨液泵出管1以及调节研磨液浓度用的去离子水管2合并后接到连接研磨平台5的共用输送管道4；所述清洗用的去离子水管3同样连接到上述共用输送管道4，其作用是输送清洗用的去离子水。在研磨结束，用去离子水清洗晶片时，之前在研磨程序中由于输送研磨液而残留在共用输送管道4内的研磨液首先要用去离子水冲去才能进行清洗，无形之中造成了此段管道中研磨液的浪费，每研磨一个半导体晶片均要轮换输送研磨液以及去离子水，也即每研磨一个半导体晶片都会有一次研磨液的浪费。

一般地，按照常规的化学机械研磨条件，研磨制程运行时间约为20秒，研磨液流速500ml/分钟，粗略估算下在目前使用的EABRA机台上研磨一个晶片被浪费的纯研磨液是43ml。由于研磨液在半导体器件制造中是高消费量的物品，如果能减少每一次研磨的消耗量，将大大降低生产成本。

发明内容

为了减少化学机械研磨系统例如EABRA机台中固有的结构造成的研磨液不必要消耗，降低化学机械研磨制程的生产成本，提出本发明。

本发明的目的在于提供一种化学研磨机台中研磨液输送管的改进方法，这种方法通过缩短研磨液和去离子水的共用输送管距离，或者使它们完全通过分开的管道输送，使研磨液在与去离子水交互输送至研磨台的过程中不至于被不必要消耗。本发明的构思是基于改进化学机械研磨输送系统的输送管道配置而减少研磨液的浪费，并且这种改进不对化学机械研磨制程带来任何不良影响。

本发明所提供的改进方案，是针对目前所使用的化学研磨机台的具体结构而设计，可以应用在例如EABRA机台的具体结构。

如背景技术中所介绍的，EABRA机台的研磨液以及去离子水输送系统中，研磨液和去离子水自泵出到达研磨平台之前的一段距离使用同一根管道输送，这造成研磨液和去离子水的输送互相切换时，共用管道这一段距离内的研磨液无意义的浪费。

在本发明中，对具有上述特征的输送系统提出了两种改进的配置方法。

第一种方案是缩短清洗用的去离子水管和研磨液输送管共用输送管道的长度。此种方案实质上未改动上述EABRA机台中输送管的连接方式，所不同之处在于，研磨液泵出管以及调节研磨液浓度用的去离子水管合并后不直接和共用输送管道连接，而是在接近研磨平台处和共用输送管道连接。

按照此种方案改进后，研磨液和清洗用的去离子水共用的输送管道长度被减少，但是仍然可以达到研磨液以及去离子水向研磨平台的输送要求。在需要输送研磨液至研磨平台时，研磨液被定速定量地泵出，调节研磨液浓度用的去离子水管输出去离子水调节其浓度，然后在接近研磨平台处此调节浓度后的研磨液通过共用输送管道输送到研磨平台，以完成研磨制程；在研磨结束，需要对研磨对象进行清洗时，研磨液以及调节研磨液浓度用的去离子水停止输出，清洗用的去离子水管开启输出去离子水，由于研磨液泵出管以及调节研磨液浓度用的去离子水管合并后在接近研磨平台处才和共用输送管道连接，清洗用的去离子水只需要冲去接近研磨平台处开始的共用输送管道内残留的研磨液即可开始对研磨对象的清洗。