[发明专利]一种化学机械研磨装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制程，尤其涉及化学机械研磨装置。

背景技术

目前，集成电路中开始使用铜作为互连结构的金属材料，通常采用双大马士革镶嵌(Dual Damascene)工艺实现集成电路的铜互连。采用双镶嵌工艺制造集成电路铜互连在将铜填充到导线沟槽中后均会采用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polish)使铜层平坦化，去除电介质层上多余的铜，让晶片表面达到全面性的平坦化，以利后续进行薄膜沉积。

化学机械研磨工艺通常包括三步。第一步用来磨掉晶片表面大部分的金属；第二步通过降低研磨速率的方法精磨与阻挡层接触的金属，并通过终点侦测技术使研磨停在阻挡层上；最后，磨掉阻挡层以及少量的介质氧化物。

化学机械研磨液通常是酸性的，含有双氧水作为与铜等金属反应的氧化剂。对于化学机械研磨来说，由于铜几乎在所有的水溶液中产生腐蚀现象，粘附在晶片上的研磨液对铜表面的腐蚀速度很快。一旦机台报警，需要转动研磨头到研磨头清洗器上方，打开去离子水的控制阀进行清洗晶片，以去除晶片上的残留研磨液。否则，中断超过五分钟，所粘附的研磨液的腐蚀作用就可以导致该晶片报废。同时，由于研磨头清洗器的喷头是呈直线排布，而研磨头吸附的晶片在清洗过程中是固定，喷头喷出的水压会造成晶片对应喷头的表面过度冲洗，从而在晶片的表面形成一条被冲洗的直线，这种过度清洗反而会造成晶片表面的损伤，降低晶片的良率。

因此，有必要提供一种改进的化学机械研磨装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的化学机械研磨装置，其可以有效降低晶片表面由于清洗不当引起的损伤。

为实现上述目的，本发明提供的一种化学机械研磨装置，至少包括一个吸附晶片的研磨头和一个用于清洗晶片表面的清洗装置，该清洗装置至少包括一个与研磨头对应的喷射器和将清洗液导入喷射器的管路，其中，所述研磨头相对喷射器是旋转的，使喷射器喷出的清洗液可以均匀分布到研磨头吸附的晶片表面。

所述喷射器的喷头可以呈环形分布。在所述的总管路上安装控制清洗液压力大小的调节阀。

所述清洗液至少由去离子水和晶片保护液混合构成。所述清洗装置还至少包括一个传送去离子水的管路和一个传送晶片保护液的管路。所述两个管路上可以设置控制阀，用于控制通路导通或关闭。所述两个管路上可以设置用于测量液体的流量计量器和调节液体流量调节装置。所述两个管路并连连接到总管路。

与现有技术相比，本发明的研磨头相对于喷射器是旋转的，使喷射器喷出的清洗液可以均匀分布到研磨头吸附的晶片表面。晶片上受到的压力是均匀分布的，不仅保护了晶片表面，而且清洗的更干净。本发明除了采用去离子水清洗晶片表面，而且通过增设了一个晶片保护液管路，采用去离子水和晶片保护液的混合液体清洗晶片表面，这就有效地避免了由于去离子水纯度不够且清洗时间过长导致晶片表面被腐蚀。

附图说明

通过以下对本发明化学机械研磨装置的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：

图1为本发明化学机械研磨装置的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明涉及的化学机械研磨装置主要包括研磨头1与研磨头清洗器2。研磨头1的底面设有吸附部11，其用于吸附晶片(未图示)进行研磨。

研磨头清洗器2用于清洗残留在晶片上的研磨液等残留物。研磨头清洗器2包括研磨头喷射器21，将清洗液导入喷射器21的液体管路22，控制清洗液压力大小的压力调节阀24，控制去离子水管路导通或关闭的控制阀23以及控制晶片保护液管路导通或关闭的控制阀25。喷射器21上分布若干喷头211。

当研磨头1转到研磨头清洗器2上方，打开去离子水的控制阀23和晶片保护液管路的控制阀25，去离子水和晶片保护液的混合液体通过液体管路22通入喷射器21，喷射器21对晶片表面进行清洗，以去除晶片上的残留研磨液。也可以在液体管路22上设置一个控制液体通路的总控制阀，在控制阀23和25已开启的情况下，直接控制液体管路22是否提供清洗液给喷射器21。

当研磨头1转到研磨头清洗器2上方后，研磨头1开始缓慢旋转，以便研磨头清洗器2喷射到晶片表面的清洗液的压力均匀分布，不仅保护了晶片表面，而且清洗的更干净。在本发明的较佳实施例中，研磨头1以每分钟5转的速度旋转。在本发明的其他实施例中，也可以根据实际制程变更研磨头1的旋转速度。