[发明专利]电化学抛光供液装置

说明书

本发明揭示了一种电化学抛光供液装置，包括腔室、第一抛光液槽、第二抛光液槽、第一喷头、第二喷头及电源。腔室开设有排液口。第一抛光液槽盛有抛光液，第一抛光液槽与腔室的排液口连接。第二抛光液槽盛有抛光液。第一喷头的上端口设置在腔室内，第一喷头的下端口设置在第一抛光液槽内，第一喷头通过其上端口将第一抛光液槽内的抛光液喷射至待抛光晶圆的表面。第二喷头的上端口设置在腔室内，第二喷头的下端口设置在第二抛光液槽内，第二喷头通过其上端口将第二抛光液槽内的抛光液喷射至待抛光晶圆的外边缘。电源的阴极与第一喷头电连接，电源的阳极与第二喷头电连接。

技术领域

本发明涉及电化学抛光技术领域，尤其涉及电化学抛光供液装置。

背景技术

在集成电路制造过程中，化学机械抛光(CMP)技术在单晶硅衬底和多层金属互连结构的层间全局平坦化方面得到了广泛的应用。化学机械抛光可以抛光和平坦化在介质材料的非凹陷区域上形成的金属层。虽然化学机械抛光可以只抛光金属层而对电介质层没有影响，然而，由于其强机械作用力，化学机械抛光会对集成电路结构带来一些有害的影响，尤其是随着极大规模集成电路和超大规模集成电路的快速发展，铜和低K或者超低K电介质材料被应用在极大规模集成电路和超大规模集成电路中，由于铜和低K或者超低K电介质材料的机械性能有很大的差别，化学机械抛光中的强机械作用力可能会对低K或者超低K电介质材料造成永久性的损伤。

为了解决化学机械抛光技术存在的缺点，人们在不断完善化学机械抛光技术的同时，也在不断探索和研究新的平坦化技术，其中，电化学抛光技术被逐渐应用在极大规模集成电路和超大规模集成电路的制造中。电化学抛光技术能够克服传统的化学机械抛光技术在超微细特征尺寸集成电路制造中的缺陷。电化学抛光技术能够无机械应力的对金属互连结构进行平坦化。现有的电化学抛光装置使用两个喷头向晶圆表面喷射抛光液，其中一个喷头连接电源的阳极，另一个喷头连接电源的阴极，通过抛光液形成电化学抛光电流回路。该两个喷头通常置于同一个抛光液槽中，喷射至晶圆表面的抛光液会回流至该抛光液槽以便重复利用。然而，喷射至晶圆表面的抛光液回流至该抛光液槽后，会导致抛光液槽内的铜离子浓度升高。当抛光液槽内的铜离子浓度过高时，与电源阳极相连接的喷头向晶圆表面喷射抛光液的区域会有镀铜现象产生，此种现象在电化学抛光工艺中是不希望出现的。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的电化学抛光供液装置，该装置能够避免抛光液中铜离子浓度过高而导致在电化学抛光时晶圆表面出现镀铜现象。

根据本发明的一实施例提出的电化学抛光供液装置，包括腔室、第一抛光液槽、第二抛光液槽、第一喷头、第二喷头及电源。腔室开设有排液口。第一抛光液槽盛有抛光液，第一抛光液槽与腔室的排液口连接。第二抛光液槽盛有抛光液。第一喷头的上端口设置在腔室内，第一喷头的下端口设置在第一抛光液槽内，第一喷头通过其上端口将第一抛光液槽内的抛光液喷射至待抛光晶圆的表面。第二喷头的上端口设置在腔室内，第二喷头的下端口设置在第二抛光液槽内，第二喷头通过其上端口将第二抛光液槽内的抛光液喷射至待抛光晶圆的外边缘。电源的阴极与第一喷头电连接，电源的阳极与第二喷头电连接。

在一个实施例中，还进一步包括铜离子回收装置，所述铜离子回收装置回收抛光液中的铜离子，铜离子回收装置通过管道分别与第一抛光液槽和第二抛光液槽连接，铜离子回收装置与第一抛光液槽相连接的管道上设置有第一电磁阀，铜离子回收装置与第二抛光液槽相连接的管道上设置有第二电磁阀。

在一个实施例中，所述铜离子回收装置内设置有铜离子浓度检测装置。

在一个实施例中，所述第一抛光液槽和第二抛光液槽通过管道连接，第一抛光液槽和第二抛光液槽相连接的管道上设置有第三电磁阀。

在一个实施例中，所述第一电磁阀、第二电磁阀及第三电磁阀均为单向阀。

在一个实施例中，所述第一抛光液槽内设置有铜离子浓度检测装置和液位检测装置。

在一个实施例中，所述第二抛光液槽内设置有液位检测装置。