[发明专利]化学机械研磨系统及化学机械研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成电路制造设备，特别涉及一种化学机械研磨系统及化学机械研磨方法。

背景技术

化学机械研磨(CMP)是一种集成电路成形的普遍实施方式。一般来说，化学机械研磨是一种应用于半导体晶片的平坦化工艺。化学机械研磨同时利用物理及化学力来研磨晶片。当晶片位于研磨垫上时，将负载力施加于一晶片的背面。接着，当含有腐蚀性及反应性化学药品的研浆通过下方时，研磨垫与晶片会反转。化学机械研磨是一种实现整个晶片平坦化的有效方法。

图1是示出一种公知的上研浆分配化学机械研磨系统，其包括研磨头2、薄膜4、晶片6及研磨垫8。晶片6附着于薄膜4，而研磨垫8在研磨过程中与晶片6接触。研磨垫8附着于平台10，而平台10以固定转速旋转。研浆分配系统12可分配研浆至研磨垫8的上表面。研磨头2会在研磨垫8的中心与边缘之间前后移动。由于研磨头2及研磨垫8的移动，研浆会经由研磨垫8中的沟槽(未示出)分布于晶片6与研磨垫8之间。研浆中的化学药品及腐蚀物质即可在晶片6上产生作用。

然而，公知的上研浆分配化学机械研磨系统会具有一些缺点。首先，并非所有的研浆都会分配于晶片6与研磨垫8之间。因此，大部分的研浆将会被浪费掉。其次，研浆常会从晶片6的边缘流至其下方，因而会使得晶片6边缘处的研磨多于晶片6中心处的研磨。

图2示出了一种公知的下研浆分配化学机械研磨系统。除了研浆是经由下分配系统14来被分配之外，下研浆分配化学机械研磨系统类似于上研浆分配化学机械研磨系统。下分配系统14以类似喷泉的方式穿透研磨垫8及分配研浆。由于研浆能够直接被分配到晶片6与研磨垫8之间，故下研浆分配化学机械研磨系统的浪费情形较小。然而，要将使用过的研浆移除却会是相当困难的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是要提供一种化学机械研磨系统，其可利用现存化学机械研磨系统的优点，以克服公知的化学机械研磨系统的缺点。

为了要解决上述问题，本发明基本采用如下所述的特征。也就是说，本发明的目的是要提供一种化学机械研磨系统，其包括研磨垫；上研浆分配系统，用以分配研浆的至少第一研浆成分至该研磨垫上，并且具有第一研浆储存器；以及下研浆分配系统，用以从该研磨垫的底部并经由位于该研磨垫中的开口分配该研浆的至少第二研浆成分，并且具有第二研浆储存器。

根据上述目的，本发明的化学机械研磨系统还包括清洁系统，该清洁系统从该研磨垫的底部连接，其中，该清洁系统执行至少下列功能：射出清洁溶液至该研磨垫上；以及从该研磨垫上去除研浆。

根据上述目的，本发明的化学机械研磨系统还包括附加的研浆分配系统，用以分配研浆至该研磨垫上。

本发明的另一目的是要提供一种化学机械研磨方法，其包括提供研磨垫；提供平台，以支撑该研磨垫及使该研磨垫旋转；将上研浆分配器设置于该研磨垫之上，其中，该上研浆分配器分配研浆的至少第一研浆成分至该研磨垫上；以及将下研浆分配器设置于该研磨垫之下，其中，该下研浆分配器从该研磨垫的底部并经由位于该研磨垫中的开口分配该研浆的至少第二研浆成分至该研磨垫上。

根据上述目的，该上研浆分配器和该下研浆分配器同步或异步地分配该第一研浆成分及该第二研浆成分。

根据上述目的，该第一研浆成分为较便宜的研浆成分，而该第二研浆成分为较昂贵的研浆成分。

根据上述目的，该第一研浆成分和该第二研浆成分无法被预混。

根据上述目的，该第一研浆成分为该研浆的非关键成分，而该第二研浆成分为该研浆的关键成分。

根据上述目的，该第一研浆成分为该研浆的非阻塞成分，而该第二研浆成分为该研浆的阻塞成分。

根据上述目的，该第一研浆成分和该第二研浆成分为相同的研浆成分。

本发明的有益技术效果在于：可以实现显著的灵活性以及可以满足对于不同研磨工艺的定做需求，其不仅能改善研磨质量，而且还可降低成本。由于研浆中的成分可以被分类成不同的群体，并可从不同的研浆分配系统分配出去，所以能够在化学机械研磨过程中充分地发挥各种不同成分的作用。同时，能加快化学机械研磨的速率。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例并配合附图做详细说明。

附图说明

图1示出了一种公知的上研浆分配化学机械研磨系统；

图2示出了一种公知的下研浆分配化学机械研磨系统；

图3示出了具有上研浆分配系统和下研浆分配系统的化学机械研磨系统；