CN103639886A - 用于w-cmp的化学机械研磨装置及研磨方法 - Google Patents

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严钧华
朱也方
王从刚
丁弋
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    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/32115—Planarisation
    • H01L21/3212—Planarisation by chemical mechanical polishing [CMP]

Abstract

本发明公开了一种用于W-CMP的化学机械研磨装置及研磨方法，其包括研磨平台、设置于研磨平台上的研磨垫、用于承载芯片并可相对于研磨垫运动的研磨头，其中，该研磨平台内还设有加热装置，以对研磨平台表面的研磨垫进行加热。本发明可以使钨的研磨过程保持在其最佳温度下进行，提高了研磨效率，并可降低芯片的成本。本发明可适用于半导体制造技术中钨研磨工艺的各种机台。

Description

用于W-CMP的化学机械研磨装置及研磨方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种用于W-CMP的化学机械研磨装置及研磨方法。
背景技术
在半导体制造工艺中，CMP（Chemical Mechanical Polishing，化学机械研磨）是一种先进的、主要的工艺过程，尤其是对于超大型集成电路制造工艺中的表面平坦化，是不可或缺的薄膜平坦化技术。
在1980年代末期，W-CMP，即钨的化学机械研磨技术被应用到内存和逻辑产品的量产中，以取代干式刻蚀在钨插塞（Tungesten Plug）工艺中的角色。与一般的二氧化硅CMP最大的区别在于所使用的研磨浆的成分，通过对钨的腐蚀和机械研磨来平坦化钨的表面。其中，包括氧化反应和配位反应。
钨具有一种高稳定性，在钨的CMP过程中，钨的研磨受温度的影响很大：一般在常温下开始研磨，由于温度较低，所以研磨速率较慢；随着研磨时间延长，温度慢慢上升，研磨速率才会慢慢加快。这样就导致钨在研磨过程中研磨速率的不稳定，也增加了研磨时间，降低了研磨效率。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于W-CMP的化学机械研磨装置及研磨方法。
本发明提供一种用于W-CMP的化学机械研磨装置，其包括研磨平台（Platen）、设置于研磨平台上的研磨垫、用于承载芯片并可相对于研磨垫运动的研磨头，其中，该研磨平台内还设有加热装置，以对研磨平台表面的研磨垫进行加热。
进一步地，该加热装置具有发热件，该发热件固定于研磨平台内部的顶面。
进一步地，该发热件是电热丝，且呈平面螺旋状。
进一步地，该研磨平台内还具有温控装置，并与该加热装置相连。
进一步地，该加热装置还具有断电保护装置。
本发明还提供一种利用上述化学机械研磨装置对钨进行化学机械研磨的方法，其包括：打开加热装置对研磨平台表面的研磨垫进行加热；以及对芯片进行化学机械研磨。
进一步地，该加热的温度为40-80℃。
本发明提出了一种用于W-CMP的化学机械研磨装置及研磨方法，可以使钨的研磨过程保持在其最佳温度下进行，提高了研磨效率，并可降低芯片的成本。本发明可适用于半导体制造技术中钨研磨工艺的各种机台。
附图说明
为能更清楚理解本发明的目的、特点和优点，以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细描述，其中：
图1是本发明第一实施例的CMP装置结构示意图；
图2是本发明第一实施例中研磨平台内发热件的俯视图。
具体实施方式
第一实施例
请参阅图1和图2，本实施例的化学机械研磨装置用于钨的化学机械研磨（W-CMP），其包括研磨平台1、设置于研磨平台1上的研磨垫2、用于承载芯片并可相对于研磨垫2运动的研磨头3，其中，该研磨平台1内还设有加热装置，以对研磨平台1表面的研磨垫2进行加热。
其中，加热装置具有发热件4，发热件4固定于研磨平台1内部的顶面，如图1所示。本实施例的发热件4是电热丝，且呈平面螺旋状，以对研磨垫均匀加热。
本实施例的CMP装置的研磨方法包括：
a.打开加热装置，使发热件4对研磨平台1表面的研磨垫2进行加热，加热温度为60℃；
b.对芯片进行CMP操作。
第二实施例
本实施例是在第一实施例的基础之上，在研磨平台内增加温控装置，该温控装置与加热装置相连，用以控制发热件的发热温度保持在40-80℃之间，即钨研磨的最佳温度。
同时，在加热装置内设置断电保护装置，以防止温度过高而对研磨过程及设备造成不良影响。

Claims (7)

1.一种用于W-CMP的化学机械研磨装置，其特征在于：其包括研磨平台、设置于研磨平台上的研磨垫、用于承载芯片并可相对于研磨垫运动的研磨头，其中，该研磨平台内还设有加热装置，以对研磨平台表面的研磨垫进行加热。
2.根据权利要求1所述的用于W-CMP的化学机械研磨装置，其特征在于：该加热装置具有发热件，该发热件固定于研磨平台内部的顶面。
3.根据权利要求2所述的用于W-CMP的化学机械研磨装置，其特征在于：该发热件是电热丝，且呈平面螺旋状。
4.根据权利要求3所述的用于W-CMP的化学机械研磨装置，其特征在于：该研磨平台内还具有温控装置，并与该加热装置相连。
5.根据权利要求4所述的用于W-CMP的化学机械研磨装置，其特征在于：该加热装置还具有断电保护装置。
6.一种利用权利要求1至5任一项所述化学机械研磨装置对钨进行化学机械研磨的方法，其特征在于，其包括：打开该加热装置对研磨平台表面的研磨垫进行加热；以及对芯片进行化学机械研磨。
7.根据权利要求6所述的化学机械研磨的方法，其特征在于：该加热的温度为40-80℃。
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