[发明专利]化学机械抛光装置

说明书

一种实施抛光工艺的装置包括：可旋转的抛光垫；温度传感器，配置为监测可旋转的抛光垫的顶面上的温度；第一分配器，配置为将保持在第一温度的第一浆料分配在可旋转的抛光垫上；以及第二分配器，配置为将保持在第二温度的第二浆料分配在可旋转的抛光垫上，其中，第二温度不同于第一温度以将可旋转的抛光垫的顶面上的温度保持在基本恒定的值。本发明的实施例还涉及化学机械抛光装置。

技术领域

本发明的实施例涉及化学机械抛光装置。

背景技术

通常地，化学机械抛光(CMP)或平坦化工艺用于在晶圆上制造半导体器件期间抛光晶圆的顶面或器件侧。为了使晶圆的顶面或器件侧尽可能的平坦，使晶圆“平坦化”或平滑化一次或多次。

典型地，CMP工艺包括在可控的化学、压力和温度条件下保持和旋转一种或多种材料的晶圆，该晶圆抵靠抛光垫的润湿面。包含抛光剂(也称为“抛光浆料”，诸如氧化铝或二氧化硅)的化学浆料用作研磨材料。此外，化学浆料包含在CMP工艺期间蚀刻晶圆的各个表面的所选择的化学物。CMP工艺期间的材料的化学和机械去除的这种组合允许最佳地平坦化抛光面，例如，去除抛光面之上的大量材料，同时保持形成在抛光面之下的各个器件部件基本完整。除了上述条件，温度通常被认为是达到此目的的最关键因素之一。

具体地，温度可以称为抛光垫的表面上的温度(此后的“垫温度”)。尽管当增大垫温度时，抛光速率可以相应地增大(增加生产量，即降低成本)，但是可能也在抛光面上形成各种缺陷(例如，腐蚀/凹陷效应)。另一方面，当垫温度降低时，抛光速率相应地减小，这样可能需要使用额外的化学浆料。进而，成本可能显著地增加。因此，通常期望在最佳温度处实施CMP工艺，并且期望这种最佳温度保持基本恒定。

为了使垫温度保持基本恒定，现有的CMP装置(即，实施CMP工艺的设备)通常依赖于仅将控制在第一温度处的一种化学浆料分配在抛光垫上，并且基于抛光垫的温度(例如，垫温度)的变化，调整化学浆料的第一温度。这种技术可能引起抛光面上的额外的缺陷，部分地由于在调整仅一种化学浆料的第一温度时引起的延迟。因此，现有的CMP装置并不完全令人满意。

发明内容

本发明的实施例提供了一种实施抛光工艺的装置，包括：可旋转的抛光垫；温度传感器，配置为监测所述可旋转的抛光垫的顶面上的温度；第一分配器，配置为将保持在第一温度的第一浆料分配在所述可旋转的抛光垫上；以及第二分配器，配置为将保持在第二温度的第二浆料分配在所述可旋转的抛光垫上，其中，所述第二温度不同于所述第一温度，以将所述可旋转的抛光垫的所述顶面上的所述温度保持在恒定的值。

本发明的另一实施例提供了一种实施抛光工艺的方法，包括：使用第一流量将第一温度的第一浆料分配在旋转的抛光垫上；使用第二流量将第二温度的第二浆料分配在所述旋转的抛光垫上，其中，所述第二温度不同于所述第一温度；以及通过调整所述第一浆料的所述第一流量和所述第二浆料的所述第二流量的至少一个，在恒定的温度处对样品实施抛光工艺。

本发明的又一实施例提供了一种实施抛光工艺的方法，包括：使用第一流量将第一温度的第一浆料分配在抛光垫上；使用第二流量将第二温度的第二浆料分配在所述抛光垫上，其中，所述第二温度不同于所述第一温度；在所述第一浆料和所述第二浆料的混合物的存在下，通过保持样品抵靠所述抛光垫，使所述抛光垫旋转来抛光所述样品；监测所述抛光垫的顶面上的温度；以及当所述温度偏移恒定的温度时，调整所述第一流量和所述第二流量的至少一个，以将所述温度保持在所述恒定的温度。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1A示出了根据一些实施例的化学机械抛光(CMP)装置的截面图。

图1B示出了根据一些实施例的图1A的CMP装置的相应的顶视图。