[发明专利]化学机械抛光方法及其设备

说明书

本发明涉及半导体衬底平面化用的抛光方法，特别涉及用多种性能不同的抛光剂的化学机械抛光方法及所用设备，根据待抛光物的种类进行适当的抛光工艺，并提高抛光性能。

通常，晶片上累集多层膜的工艺中，为适应半导体器件的高集成度要求，将半导体器件制造在有限的空间内，因此，为实现该工艺，提高该工艺的生产率，半导体表面平面化是一个重要的参数。

化学机械抛光(以下简称CMP)法是晶片平面化用的典型方法。

在CMP设备中，载体中包括的半导体衬底是在抛光台上用抛光器摩擦而使其抛光，当抛光器中加入磨料时会使抛光更容易。

为提高抛光的均匀性和抛光速度已改善了CMP设备的结构并改变了抛光方法。但是，要达到所述目的最重要的因素是改善与晶片接触的抛光器的结构。

美国专利US-5212910公开了综合有各种材料特性的综合抛光器及其抛光方法。

图1是化学机械抛光设备中用的常规抛光器的结构剖视图。

按图1所示结构，常规抛光器11放在抛光台10上，包括由诸如海绵的弹性材料制成的第一层20，位于第一层20上并分成硬质材料部分和预定空的空间部分的第二层22，和位于第二层22上由硬质材料制成的并在此能除去抛光溶液的第三层23。

通过抛光台10旋转用抛光台上的抛光器的第三层的摩擦，以及由于抛光器第三层23的结构特性，在待抛光晶片表面加任选的抛光溶液，使晶片抛光。

抛光器与晶片接触的部分只有一种材料特性，因此，限制了抛光特性的改善。而且，晶片上形成的膜层随抛光工艺改变时，只有一种特性的抛光器就不能用于抛光晶片上的多种材料。

因此，为解决该问题，必须根据待抛光材料的种类适当对其抛光，因而，在抛光工序中要更换抛光器，从而降低了工作效率。

因此，本发明是针对化学机械抛光方法及其设备，克服了因现有技术存的局限性和缺陷而产生的一个或多个问题。

本发明的目的是提供用有不同特性的多种抛光器进行选择的或连续的化学机械抛光方法和所用设备，根据待抛光物的种类进行适当抛光，并提高抛光特性。

以下将说明本发明的其它特性和优点，通过说明或实践本发明，这些特征和优点将成为显而易见的。为实现并达到本发明的目的和其它优点，在说明书，权利要求书及附图中特别描述了发明的构成。

为达到本发明的这些和其它优点，概括和概要的作了说明，用于包括可转动的其上有抛光器的抛光台，和可随晶片夹具旋转的载体及载体头的化学机械抛光设备的化学机械抛光方法包括如下步骤：(1)根据其抛光程度将晶片抛光器分成多种抛光器；(2)根据其硬度而将晶片抛光器分成多种抛光器；(3)按晶片特性选用在步骤(1)和(2)中划分的抛光器；(4)按晶片抛光程度将步骤(3)选择的抛光器设置并粘接在抛光台上；(5)使固定在抛光台上的抛光器上的晶片随载体和载体头旋转而抛光晶片。

在包括可旋转的其上有抛光器的抛光台以及随晶片夹具旋转的载体和载体头的化学机械抛光设备中，抛光台上的抛光器被分成几部分，按其抛光程度和硬度用不同种类的各抛光器。

在包括可旋转的其上有抛光器的抛光台以及随晶片夹具旋转的载体和载体头的化学机械抛光设备中，抛光台被分成预定数量部分，每个部分都是单独的个体，按其抛光程度和硬度将不同种类的抛光器设置在抛光台的各部分上，为调节抛光台的自身高度其内部有滑动件。

应该明白以上总的描述和以下的详细描述均是为了说明而举的范例，以便对要求保护的发明进一步说明。

附图中展示出进一步理解发明的具体构成，结合附图和发明实施例一起用于说明本发明原理。

图1是化学机械抛光设备中用的常规抛光器的结构剖视图；

图2是按本发明的化学机械抛光设备的优选实施例的平面图；

图3是沿图2中a-a′线的设备剖视图；

图4是按本发明的化学机械抛光设备的另一优选实施例的平面图；

图5是沿图4中b-b′线的设备剖视图；

现在参见附图详细说明本发明的优选实施例，这些实施例由附图展示出。

如图2所示的本发明第一优选实施例，化学机械抛光设备包括可旋转的其上有抛光器32的抛光台30，放在抛光器32上的载体34，与载体粘在一起的载体头35，当夹住晶片1时，载体头能旋转，其中，抛光器被分成几部分，这里提供有相同的或至少两种材料。

以下参见图2和3说明该例的运作。