CN203418410U - 一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，所述化学机械抛光系统至少包括：抛光装置和去离子水供应装置；所述抛光装置至少包括：抛光平台和覆盖于抛光平台上的抛光垫；所述去离子水供应装置至少包括：去离子水供应管道和设在所述去离子水供应管道的出口处向所述抛光垫上喷洒去离子水的至少一个喷嘴；所述去离子水供应装置中包括一用于加热去离子水的加热器，所述加热器设于所述去离子水供应管道上；所述去离子水供应装置还包括一温控装置。该系统通过增加一加热器和一温控装置，使晶片在抛光过程中均匀抛光，并且利用温控装置可以自动控制晶片的去除率，从而提高晶片的抛光质量，更好地满足抛光要求，增加产率。

Description

一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，特别是涉及一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统。

背景技术

在半导体工艺流程中，化学机械抛光（Chemical Mechanical Polishing，CMP）是非常重要的一道工序，有时也称之为化学机械平坦化（Chemical Mechanical Planarization，CMP）。所谓化学机械抛光，它是采用化学与机械综合作用从半导体硅片上去除多余材料，并使其获得平坦表面的工艺过程。具体来说，这种抛光方法通常是将芯片压于一高速旋转的抛光垫上，并在包含有化学抛光剂和研磨颗粒的抛光浆料的作用下通过抛光垫与晶片的相互摩擦达到平坦化的目的。

如图1所示为现有的一种化学机械抛光系统，该系统至少包括：抛光平台11A、覆盖于所述抛光平台11A上的抛光垫12A、夹持晶片15A并将晶片15A压于所述抛光垫12A上的抛光头14A、向所述抛光垫12A输送抛光液的抛光液供应装置13A、修整抛光垫12A用的修整器16A。影响化学机械抛光晶片抛光质量的因素很多，其中，抛光的均匀性和晶片表面的去除率无法控制是影响化学机械抛光抛光质量的两个很重要的因素，而现有的化学机械抛光系统在改善抛光均匀性和晶片表面的去除率方面也做出了一些改进，比如，通过改变抛光头的设计寻找合适的下压力、选择合适的抛光液、提高抛光垫性能等等，但是这些方法在改善抛光均匀性和控制晶片表面的去除率方面效果有限。因此，本实用新型提供了一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，可以更有效地提高抛光均匀性，并且方便地控制抛光去除率。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，用于解决现有技术中抛光不均匀和无法控制去除率的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，所述化学机械抛光系统至少包括：抛光装置和去离子水供应装置；

所述抛光装置至少包括：抛光平台和覆盖于抛光平台上的抛光垫；

所述去离子水供应装置至少包括：去离子水供应管道和设于所述去离子水供应管道出口处向所述抛光垫上喷洒去离子水的至少一个喷嘴。

优选地，所述去离子水供应装置中还包括一用于加热去离子水的加热器，所述加热器设于所述去离子水供应管道上。

优选地，所述去离子水供应装置还包括一温控装置，所述温控装置至少包括：

反馈抛光信号的控制单元，与所述抛光平台相连；

输出去除率数值信号的测试单元，与所述控制单元相连；

接收所述测试单元去除率数值信号的反馈传感器，该反馈传感器的一端与所述测试单元相连，另一端通过一调温阀与所述加热器相连。

优选地，在所述喷嘴和加热器的出水口之间设有用于监测去离子水流量的去离子水流量计。

优选地，所述抛光装置中还包括抛光液供应装置，所述抛光液供应装置至少包括：向所述抛光垫提供抛光液的抛光液管道、设于抛光液管道上的抛光液流量计、固定抛光液管道的抛光液臂。

优选地，所述抛光装置还包括夹持晶片并将晶片压于所述抛光垫上的抛光头。

优选地，所述喷嘴数量为五个。

优选地，所述喷嘴固定于抛光液臂上。

优选地，所述加热器与电源相连，且加热器具有一废水排出口。

如上所述，本实用新型的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，具有以下有益效果：通过在化学机械抛光系统中增加一加热器和一温控装置，使晶片在抛光过程中均匀抛光，并且利用温控装置可以自动控制晶片的去除率，从而提高晶片的抛光质量，更好地满足抛光要求，增加产率。

附图说明

图1为现有技术中的化学机械抛光系统示意图。

图2为本实用新型的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统示意图。

元件标号说明

11,11A     抛光平台

12,12A     抛光垫

13,13A     抛光液供应装置

131        抛光液管道

132        抛光液流量计

133        抛光液臂

14,14A     抛光头

15,15A     晶片

16A        修整器

17         抛光液

21         加热器

22         喷嘴

23         控制单元

24         测试单元

25         反馈传感器

26         调温阀

27         去离子水流量计

28         电源

29         废水排出口

30         去离子水

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，该化学机械抛光系统至少包括：抛光装置和去离子水供应装置。

所述抛光装置如图2所示，该抛光装置至少包括：抛光平台11和抛光垫12。

所述抛光垫12覆盖于所述抛光平台11上，该抛光垫12包括但不限于是单层，也可以是双层或者多层，本实施例中，所述抛光垫12为单层。抛光平台11带动抛光垫12高度旋转，与反向旋转的晶片15表面产生摩擦从而达到抛光晶片15的目的。

所述抛光装置还包括抛光液供应装置13，用于向抛光界面提供抛光液17，所述抛光液供应装置13至少包括：抛光液管道131、抛光液流量计132、及抛光液臂（Slurry arm）133。

其中，所述抛光液管道131用于向抛光垫12提供抛光液17；所述抛光液流量计132设于抛光液管道131上，用于观察所提供的抛光液17的流量大小；所述抛光液臂133用于固定抛光液管道131，抛光液臂133一般设于靠近抛光液管道131输出口的位置。

所述抛光装置还包括抛光头14，用于夹持晶片15并将晶片15压于所述抛光垫12上。通过抛光头14将压力传递给晶片15，使晶片15与抛光垫12紧密接触，从而使晶片15在机械压力和抛光液化学的双重作用下达到良好的抛光。

另外，如图2所示，该化学机械抛光系统中的去离子水供应装置至少包括：去离子水供应管道和至少一个喷嘴22。

所述喷嘴22设于所述去离子水供应管道出口处，用于向所述抛光垫12上喷洒去离子水30。优选地，所述喷嘴22固定于抛光液臂133上。为了将去离子水30更加均匀地喷洒于抛光垫12上，本实施例中，所述去离子出口的管道上设有五个喷嘴22。

进一步地，所述去离子水供应装置中还包括一加热器21，所述加热器21设于所述去离子水供应管道上，用于加热去离子水供应管道中的去离子水。作为本实用新型的一种优化结构，在所述喷嘴22和加热器21的出水口之间设有一去离子水流量计27，用于监测去离子水的流量。所述加热器21还与电源28相连，且加热器21具有一废水排出口29。

被加热的去离子水喷洒到抛光垫12后，一方面，去离子水30可以清除抛光垫12上的副产物，另一方面去离子水30还可以冲洗抛光垫12并使抛光液17均匀分布于抛光垫12上，从而使晶片15表面抛光更均匀。

更进一步地，所述去离子水供应装置中还包括一温控装置，所述温控装置至少包括：控制单元23、测试单元24和反馈传感器25。

所述控制单元23与抛光装置中的抛光平台11相连，用来反馈抛光信号。

所述测试单元24与控制单元23相连，用于接收控制单元23的反馈信号并输出去除率数值信号。

所述反馈传感器25的一端与所述测试单元24相连，另一端通过一调温阀26与所述加热器21相连，该反馈传感器25用于接收所述测试单元24的去除率数值信号。反馈传感器25将反馈到的信号传递给调温阀26，调温阀26根据实际情况自动调整加热器21的加热温度。

本实用新型提供的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统在实际当中的工作原理为：

首先，启动抛光装置和去离子水供应装置，去离子水30喷洒至抛光平台11上的抛光垫12表面，由控制单元23反馈抛光信号至测试单元24；

然后，由测试单元24接收控制单元23的反馈信号并输出去除率数值信号，若去除率过高，则测试单元24将信号传递给反馈传感器25，进而反馈传感器25将信号传递给调温阀26，依靠调温阀2将加热器21的加热温度调低；若去除率过低，则测试单元24将信号传递给反馈传感器25，进而反馈传感器25将信号传递给调温阀26，依靠调温阀26将加热器21的温度调高，这样，就可以有效地控制晶片的去除率。

综上所述，本实用新型的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，该系统通过增加一加热器和一温控装置，使晶片在抛光过程中均匀抛光，并且利用温控装置可以自动控制晶片的去除率，从而提高晶片的抛光质量，更好地满足抛光要求，增加产率。

所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于，所述化学机械抛光系统至少包括：抛光装置和去离子水供应装置； 

所述抛光装置至少包括：抛光平台和覆盖于抛光平台上的抛光垫； 

所述去离子水供应装置至少包括：去离子水供应管道和设于所述去离子水供应管道出口处向所述抛光垫上喷洒去离子水的至少一个喷嘴。 

2.根据权利要求1所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述去离子水供应装置中还包括一用于加热去离子水的加热器，所述加热器设于所述去离子水供应管道上。 

3.根据权利要求1或2所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述去离子水供应装置还包括一温控装置，所述温控装置至少包括： 

反馈抛光信号的控制单元，与所述抛光平台相连； 

输出去除率数值信号的测试单元，与所述控制单元相连； 

接收所述测试单元去除率数值信号的反馈传感器，该反馈传感器的一端与所述测试单元相连，另一端通过一调温阀与所述加热器相连。 

4.根据权利要求2所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：在所述喷嘴和加热器的出水口之间设有用于监测去离子水流量的去离子水流量计。 

5.根据权利要求1所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述抛光装置中还包括抛光液供应装置，所述抛光液供应装置至少包括：向所述抛光垫提供抛光液的抛光液管道、设于抛光液管道上的抛光液流量计、固定抛光液管道的抛光液臂。 

6.根据权利要求1所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述抛光装置还包括夹持晶片并将晶片压于所述抛光垫上的抛光头。 

7.根据权利要求1所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述喷嘴数量为五个。 

8.根据权利要求7所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述喷嘴固定于抛光液臂上。 

9.根据权利要求2所述的具有去离子水供应装置的化学机械抛光系统，其特征在于：所述加热器与电源相连，且加热器具有一废水排出口。 

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