[发明专利]化学机械研磨装置及研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种化学机械研磨装置及研磨方法。

背景技术

随着半导体技术的快速发展，半导体器件的集成度越来越高，而半导体器件的特征尺寸却越来越小，使得半导体器件的制造难度不断增加，为了提高半导体器件的良率，对晶圆表面进行平坦化处理变得极其重要。目前，化学机械研磨仍是晶圆表面平坦化处理最常采用的方法。

现有的化学机械研磨装置，如图5所示，包括转台（图中未示）、贴在转台表面的研磨垫201、研磨头202、研磨液供应臂203，其中，研磨液供应臂203中设有研磨液供应管204及清洗液供应管205，研磨液供应管204用于向研磨垫201供应研磨液206，清洗液供应管205用于向研磨垫201供应清洗液。研磨时，先将待研磨的晶圆的待研磨面向下附着在研磨头202上，然后向研磨头202施加向下的压力，使晶圆的待研磨面紧压于研磨垫201上，接着表面贴有研磨垫201的转台在电机的驱动下旋转，同时，研磨头202也进行同向转动，在研磨头202和转台转动的同时，研磨液206通过研磨液供应管204供应到研磨垫201上，并在转台旋转产生的离心力的作用下分布在研磨垫201上，实现对晶圆的研磨。研磨结束后，清洗液通过清洗液供应管205供应到研磨垫201上，对研磨垫201进行清洗。

然而，上述化学机械研磨装置的研磨液供应臂203通常固设在转台的一侧，且多采用单管供应，因而，研磨液206在研磨垫201上的落点是固定的，仅靠转台旋转产生的离心力不足以使研磨液206均匀分布在研磨垫201上，当晶圆在研磨头202的带动下与研磨垫201发生相对运动时，晶圆的不同部位接触到的研磨液的浓度不同，这样会导致晶圆表面的去除率不同，进而导致晶圆表面的平坦度下降，影响半导体器件的良率。此外，用于清洗研磨垫201的清洗液的供应也是固定的，采用此种方式清洗研磨垫201的清洗效果较差，而且清洗效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够使研磨液在研磨垫上分布更均匀，从而使晶圆表面平坦度更好的化学机械研磨装置。

为实现上述目的，本发明提供的一种化学机械研磨装置，包括转台、研磨垫、研磨头及研磨液供应臂，其中，研磨液供应臂内布设有研磨液供应管道，研磨液供应管道的一端连接有研磨液供应管头，研磨液供应管头设置在研磨液供应臂的一端并位于研磨垫的上方，用于向研磨垫输送研磨液，该装置还包括与研磨液供应臂的另一端相连接的驱动装置，用以带动研磨液供应臂转动，从而带动布设于研磨液供应臂内的研磨液供应管道及与研磨液供应管道相连接的研磨液供应管头转动。

本发明的又一目的在于提供一种化学机械研磨方法，以提高晶圆表面平坦度。

为实现上述目的，本发明提供的一种化学机械研磨方法，包括转动转台和研磨头进行研磨的同时，在一定角度范围内以一定转速转动研磨液供应臂，使布设于研磨液供应臂内的研磨液供应管道及与研磨液供应管道相连接的研磨液供应管头转动同时向研磨垫输送研磨液。

综上所述，采用本发明化学机械研磨装置及研磨方法进行研磨时，通过驱动装置带动研磨液供应管道及研磨液供应管头转动，使得研磨液在研磨垫上分布更均匀，晶圆平坦度更好。

附图说明

图1为本发明化学机械研磨装置的一实施例的结构示意图。

图2（a）为本发明研磨液供应管头的一实施例的结构示意图。

图2（b）为本发明研磨液供应管头的又一实施例的结构示意图。

图3（a）为采用现有化学机械研磨装置及研磨方法研磨后的实验效果图。

图3（b）为采用本发明化学机械研磨装置及研磨方法研磨后的实验效果图。

图4为采用现有化学机械研磨装置及研磨方法与采用本发明化学机械研磨装置及研磨方法研磨后的实验效果对比图。

图5为现有化学机械研磨装置的结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。