一種合成的鍍銅研磨機臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種合成的鍍銅研磨機臺，包括用于研磨晶圓的研磨部；研磨部包括研磨底座、位于研磨底座上的研磨墊、及位于研磨墊上方的旋轉頭；其中，旋轉頭包括：用于托付晶圓并將晶圓下壓至研磨墊上研磨的研磨頭、用于固定研磨頭的中心旋轉軸，中心旋轉軸通過旋轉頭內的驅動裝置來驅動其旋轉；用于導引旋轉頭橫向運動的導軌；用于清洗通過導軌運送的已研磨的晶圓的清洗部；清洗部包括清洗臺和位于在清洗臺上的多個用于噴灑去離子水的沖刷噴嘴。本實用新型可以有效降低ECP電鍍的表面銅暴露在外面的時間和幾率。有效防止了ECP電鍍的表面銅上出現彈坑、凹陷、及金屬損傷等缺陷的發(fā)生，整體提升ECP&CMP制程每小時晶圓的生產率同時提高晶圓的性能。
【專利說明】一種合成的鍍銅研磨機臺
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于超大規(guī)模集成電路中半導體制造工藝【技術領域】，涉及一種研磨機臺，特別是涉及一種合成的鍍銅研磨機臺。
【背景技術】
[0002]隨著集成電路的制作方向朝著超大規(guī)模集成電路(ULSI)發(fā)展，而金屬鋁是芯片中金屬互連線路的金屬層的主要材料。但是，由于元件的微型化及集成度的增加，電路中不斷增加金屬層數目，金屬互連線路架構中的電阻及電容所產生的寄生效應造成了嚴重的傳輸時延，傳輸時延在130納米及更先進的技術中電路中訊號傳輸速度受限的重要原因。所以，在降低金屬層電阻的方面，由于金屬銅具有高熔點、低電阻系數、及高抗電子遷移的能力，已被廣泛應用于金屬互連線路架構中取代金屬鋁來做金屬互連線路的金屬層的材料。
[0003]對于本領域技術人員來說，銅的金屬化支撐可使用電化學電鍍法(ElectricalChemical Plating，ECP)和濺渡法(物理氣相沉積，PVD)和。由于成本低廉，沉積速率快，電化學電鍍法已經是一種常規(guī)技術。金屬銅的電化學電鍍法是以兩個電極之間的電流通過硫酸銅或含銅的電解液的方式進行。在給半導體晶圓電鍍時，將晶圓周圍利用數個接觸點使晶圓與電源供應器形成電性連接，然后通過固定電流一段時間，晶圓表面形成特定厚度的銅金屬層。
[0004]電化學電鍍法(Electrical Chemical Plating, ECP)之間的物理氣相沉積(physical vapor deposition, PVD)制程會鍍一層銅作用種子層,而ECP電鍍的銅就是在種子層上面。本領域技術人員會在CMP之后，發(fā)現ECP電鍍的表面銅會出現彈坑(crater)、凹陷(pits)、及金屬損傷(metal damage)，這些缺陷的形成原因大都是由于種子層制成之后受到污染造成的，而污染的誘因包括大氣中的水汽，揮發(fā)性有機溶劑、長時間的酸液環(huán)境、及化學機械拋光的研磨環(huán)境都是造成以上提及缺陷的原因。
[0005]因此，急需能夠改善造成這些問題和影響晶圓性能的研磨機臺。
實用新型內容
[0006]鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種合成的鍍銅研磨機臺，用于解決現有技術中ECP電鍍的表面銅由于種子層制成之后受到污染造成的，而污染的誘因包括大氣中的水汽，揮發(fā)性有機溶劑、長時間的酸液環(huán)境、及化學機械拋光的研磨環(huán)境等原因在表面銅上出現彈坑、凹陷、及金屬損傷等的問題。
[0007]為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種合成的鍍銅研磨機臺，包括:用于研磨晶圓的研磨部；所述研磨部包括研磨底座、位于研磨底座上的研磨墊、及位于研磨墊上方的旋轉頭；其中，所述旋轉頭包括:用于托付晶圓并將晶圓下壓至所述研磨墊上研磨的研磨頭、用于固定所述研磨頭的中心旋轉軸，所述中心旋轉軸通過旋轉頭內的驅動裝置來驅動其旋轉；用于導引所述旋轉頭橫向運動的導軌；用于清洗通過所述導軌運送的已研磨晶圓的清洗部；所述清洗部包括清洗臺和位于在所述清洗臺上的多個用于噴灑去離子水的沖刷噴嘴。
[0008]優(yōu)選地,所述鍍銅研磨機臺安裝在ECP機臺上。
[0009]優(yōu)選地，所述清洗部還包括一與所述ECP機臺連通用于輸送去離子水的去離子水
輸送管路。
[0010]優(yōu)選地，所述研磨部還包括一與所述ECP機臺連通用于輸送研磨液的研磨液輸送管路和用于輸送去離子水的另一去離子水輸送管路。
[0011]優(yōu)選地，所述研磨液輸送管路的輸出端口固定有朝所述研磨頭、用于噴灑研磨液的噴嘴。
[0012]優(yōu)選地，所述另一去離子水輸送管路的輸出端口固定有朝所述研磨頭、用于噴灑潤濕研磨頭的去離子水的噴嘴和朝所述研磨墊、用于清洗所述研磨墊的噴嘴。
[0013]優(yōu)選地，所述清洗臺和位于在所述清洗臺上的多個沖刷噴嘴位于在一清洗槽中。
[0014]如上所述，本實用新型所述的合成的鍍銅研磨機臺，具有以下有益效果:
[0015]1、所述合成的鍍銅研磨機臺可以有效降低ECP電鍍的表面銅暴露在外面的時間和幾率。
[0016]2、所述合 成的鍍銅研磨機臺可以有效防止了 ECP電鍍的表面銅上出現彈坑、凹陷、及金屬損傷等缺陷的發(fā)生，
[0017]3、所述合成的鍍銅研磨機臺可以整體提升ECP&CMP制程每小時晶圓的生產率同時提聞晶圓的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1顯示為裝配有本實用新型的合成的鍍銅研磨機臺的ECP機臺結構示意圖。
[0019]圖2顯示為本實用新型的合成的鍍銅研磨機臺結構示意圖。
[0020]元件標號說明
[0021]IECP 機臺
[0022]Ila真空鎖
[0023]Ilb真空鎖
[0024]12運輸臺
[0025]13前置手臂
[0026]14a電鍍腔池
[0027]14b電鍍腔池
[0028]14c電鍍腔池
[0029]15aPEM
[0030]15bPEM
[0031]15cPEM
[0032]16退火腔
[0033]2鍍銅研磨機臺
[0034]21研磨部
[0035]22導軌
[0036]23清洗部[0037]211研磨底座
[0038]212研磨墊
[0039]213旋轉頭
[0040]214研磨液輸送管路
[0041]215去離子水輸送管路
[0042]216噴嘴
[0043]217噴嘴
[0044]218噴嘴
[0045]2131研磨頭
[0046]2132中心旋轉軸
[0047]231清洗臺
[0048]232沖刷噴 嘴
[0049]233清洗槽
【具體實施方式】
[0050]以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
[0051]請參閱附圖。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，并非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關系的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的范圍內。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的范圍，其相對關系的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的范疇。
[0052]本實施例提供一種合成的鍍銅研磨機臺，所述合成的鍍銅研磨機臺安裝在ECP(Electrical Chemical Plating, ECP)機臺I上,請參閱圖1,顯示為所述ECP機臺的整體結構，所述ECP包括:真空鎖11a、真空鎖lib、運輸臺12、前置手臂13、電鍍腔池14a、電鍍腔池14b、電鍍腔池14c、PEM15a、PEM15b、PEM15c，退火腔16、及所述鍍銅研磨機臺2。
[0053]其中，所述真空鎖Ila和真空鎖Ilb用于承接晶圓，將晶圓從晶圓盒中取出。
[0054]所述運輸臺12用于在晶圓制作過程中傳接晶圓在不同位置處。
[0055]所述前置手臂13用于在晶圓制程過程中抓取轉移晶圓的機械手臂。
[0056]所述電鍍腔池14a、電鍍腔池14b，和電鍍腔池14c用于電鍍銅的腔池。
[0057]所述PEM15a、PEM15b、和PEM15c用于晶圓電鍍之后清洗晶圓正面、背面。
[0058]所述退火腔16用于固定晶圓，釋放應力。
[0059]所述鍍銅研磨機臺2用于在所述ECP機臺I上先對晶圓上的銅進行粗磨。本實用新型所述鍍銅研磨機臺增加在所述ECP機臺上提升了整體ECP&CMP制程中每小時晶圓產量。
[0060]下面分別對所述化學機械拋光研磨液過濾裝置組成器件分別進行具體描述。
[0061]所述鍍銅研磨機臺2包括研磨部21、導軌22、及清洗部23。[0062]所述研磨部21用于研磨晶圓，具體來說就是對晶圓上的銅先進行粗磨。所述研磨部21包括研磨底座211、位于研磨底座211上的研磨墊212、及位于研磨墊212上方的旋轉頭213。其中，所述旋轉頭213包括:用于托付晶圓并將晶圓下壓至所述研磨墊212上研磨的研磨頭2131、用于固定所述研磨頭的中心旋轉軸2132，所述中心旋轉軸2132通過所述旋轉頭213內的驅動裝置來驅動其旋轉；所述研磨部21還包括與所述ECP機臺I連通用于輸送研磨液的的研磨液輸送管路214，以及與所述ECP機臺I連通用于輸送去離子水的去離子水輸送管路215。且在所述研磨液輸送管路214的輸出端口固定有一噴灑研磨液的噴嘴216，所述噴嘴216面朝所述研磨頭2131，在所述去離子水輸送管路215的輸出端口固定有兩個噴撒去離子水的噴嘴217和218，所述噴嘴217面朝所述研磨頭2131，噴灑去離子水潤濕所述研磨頭2131，所述噴嘴218面朝所述研磨墊212，用于清洗所述研磨墊212。
[0063]所述導軌22用于導引所述旋轉頭213橫向運動，即左右移動；所述旋轉頭213不僅可以繞中心旋轉軸2132做旋轉運動，而且可以在所述導軌22上左右移動。
[0064]所述清洗部23用于清洗通過所述導軌運送的研磨后晶圓。所述清洗部包括清洗臺231，和位于在所述清洗臺231上的多個用于噴灑去離子水的沖刷噴嘴232，所述清洗臺231和位于在所述清洗臺231上的多個沖刷噴嘴232位于在一清洗槽233中。所述清洗部還包括與所述ECP機臺I連通用于給所述沖刷噴嘴232輸送去離子水的去離子水輸送管路(未示出)。
[0065]本實用新型所述的鍍銅研磨機臺的工作過程為:研磨液輸送管路214輸送研磨液，通過噴嘴216噴灑研磨液粗磨做旋轉運動所述研磨頭2131上托付的晶圓上的銅，研磨完成后，所述旋轉頭213沿著所述導軌22滑動至清洗部23處，通過所述清洗部23中的沖刷噴嘴從正面清洗研磨頭上的晶圓。
[0066]本實用新型所述的鍍銅研磨機臺可以使晶圓在電鍍滯后通過研磨部先對晶圓進行初步研磨，接著通過導軌將所述旋轉頭導引至清洗處通過清洗部清洗晶圓正面，從而有效降低ECP電鍍的表面銅暴露在外面的時間和幾率，有效防止了 ECP電鍍的表面銅上出現彈坑、凹陷、及金屬損傷等缺陷的發(fā)生，整體提升了 ECP&CMP制程每小時晶圓的生產率同時提聞晶圓的性能。
[0067]綜上所述，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業(yè)利用價值。
[0068]上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用于限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于，包括: 用于研磨晶圓的研磨部；所述研磨部包括研磨底座、位于研磨底座上的研磨墊、及位于研磨墊上方的旋轉頭；其中，所述旋轉頭包括:用于托付晶圓并將晶圓下壓至所述研磨墊上研磨的研磨頭、用于固定所述研磨頭的中心旋轉軸，所述中心旋轉軸通過旋轉頭內的驅動裝置來驅動其旋轉； 用于導引所述旋轉頭橫向運動的導軌； 用于清洗通過所述導軌運送的已研磨晶圓的清洗部；所述清洗部包括清洗臺和位于在所述清洗臺上的多個用于噴灑去離子水的沖刷噴嘴。
2.根據權利要求1所述的合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于:所述鍍銅研磨機臺安裝在ECP機臺上。
3.根據權利要求2所述的合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于:所述清洗部還包括一與所述ECP機臺連通用于輸送去離子水的去離子水輸送管路。
4.根據權利要求2所述的合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于:所述研磨部還包括一與所述ECP機臺連通用于輸送研磨液的研磨液輸送管路和用于輸送去離子水的另一去離子水輸送管路。
5.根據權利要求4所述的合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于:所述研磨液輸送管路的輸出端口固定有朝所述研磨頭、用于噴灑研磨液的噴嘴。
6.根據權利要求4所述的合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于:所述另一去離子水輸送管路的輸出端口固定有朝所述研磨頭、用于噴灑潤濕研磨頭的去離子水的噴嘴和朝所述研磨墊、用于清洗所述研磨墊的噴嘴。
7.根據權利要求1所述的合成的鍍銅研磨機臺，其特征在于:所述清洗臺和位于在所述清洗臺上的多個沖刷噴嘴位于在一清洗槽中。
【文檔編號】B24B37/04GK203765443SQ201420116988
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月14日 優(yōu)先權日:2014年3月14日
【發(fā)明者】唐強, 李廣寧 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司