[实用新型]一种激光化学晶圆平坦化加工裝置

说明书

本实用新型公开了一种激光化学晶圆平坦化加工装置，包括晶圆固定与操作整合装置、晶圆进出端口、化学品注入装置、位移与传动装置、清洗与干燥装置、激光与控制装置，进行晶圆平坦化工作，本实用新型是一种解决芯片线幅细微化、金属层剥离的问题，实现平坦化制程精准可靠的激光化学晶圆平坦化的加工装置，同时也简化工序解决平坦化处理效率、提升晶圆制造良率等问题，并改善集成电路制造中机械化学研磨(CMP)对于金属层剥离、产生损伤、低介电质(Low‑k)薄膜的关键性制程等实现了简化工序解决平坦化处理效率、提升晶圆制造良率等问题。

技术领域

本实用新型涉及电子领域集成电路制造技术，具体涉及一种激光化学晶圆平坦化加工裝置。

背景技术

集成电路技术蓬勃发展，为了提升产能并降低成本，制程工艺上必须朝向积层化与细微化；因此平坦化(Planarization)制程工艺技术为集成电路芯片的制造中不可或缺的一种工艺技术，由于电路线幅设计细小化需求，技术越朝高集成密度而日新月异，针对晶圆表面当一系列的薄膜被沉积与蚀刻后，微细铜电路或是钨电路、多晶硅、氧化膜介质电层等出现不平坦现象，早期利用湿刻蚀工艺技术将晶圆上的堆叠或凹陷进行平坦化，其技术发展过程还包括SOG、 Re-flow、Etch Back等，自1983年IBM研发部门铜制程及晶圆表面平坦化首创采用化学机械研磨(简称CMP)工艺技术。至2000年CMP设备市场占有率明显的变化，早期AMAT认为CMP属于污染制程，集成电路厂不易采用CMP与铜制程，然而却逐步起飞，有可能成为集成电路制造的主流，AMAT才快速切入CMP 设备，目前AMAT成为主流。因此利用化学机械抛光平坦化工艺以达到晶圆表面平坦后，有利于下一个工艺进行，解决电路微影工艺因平坦度变差使曝光聚焦困难，甚至无法进行聚焦等的问题。从此化学机械研磨工艺平坦化技术更形重要，其主要操作组件有化学研磨液(Slurry)、研磨垫(Polishing Pad)、研磨垫整修器(Pad Conditioner)，化学机械研磨平坦化的过程，必须通过研磨液混合系统(Slurry Mixing System)与化学品供应输送系统(Slurry Dispense System)稳定均匀的输送抛光液到晶圆与抛光垫之间，研磨垫表面充满抛光液，此液体含有化学剂(酸液、氧化剂)用以侵蚀新片表面薄膜，同时液体内悬浮着无数个纳米级抛光粒(SiO₂、Al₂O₃、CeO₂)，它们会深入刮除微量膜层，与化学侵蚀与机械研磨相互作用，达到平坦化的目标。

近年来集成电路制造在多层电路间的连线构建上，在光刻制程前必要的工艺是利用CMP化学机械研磨进行平坦化制程。这些年由于铜制程应用技术的发展方向，与Low-k介电质层、双嵌入式制程(Dual-Damascene Process)等需求趋势，CMP对于Cu薄膜层间造成剥离(Delaminating)，且会产生损伤 (Damages)，因此CMP技术难度增高，低介电质(Low-k)薄膜的CMP相对变成关键性制程，CMP机台厂商开始以芯片施以较低的下压力、提高转速等设计改善并试图来解决问题，但是效能有限、而且效率是降低的现象。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的上述不足之处，本实用新型的目的在于提供一种解决集成电路制造上芯片线幅细微化、金属层剥离的问题，是实现平坦化制程精准可靠的激光化学晶圆平坦化的加工装置，同时也简化工序解决平坦化处理效率、提升芯片制造良率等问题，并改善芯片制造中机械化学研磨(CMP)对于金属层剥离、产生损伤、低介电质(Low-k)薄膜的关键性制程等，这些问题虽然CMP机台制造厂商开始以在晶圆上施以较低的下压力、提高转速等设计改善并试图来解决问题，但都效能有限、而且有效率降低现象。