化学机械研磨制作工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种化学机械研磨(chemical mechanical polishing, CMP)制作工艺。
【背景技术】
[0002]在半导体制作工艺中，化学机械研磨(CMP)技术是目前最普遍被使用，同时也是最重要的一种平坦化技术。一般而言，CMP技术是利用适当的研磨浆料以及机械研磨的方式，来均勻地去除一半导体芯片上具有不规则表面的目标薄膜层(target thin film),以使半导体芯片在经过CMP处理后能够具有一平坦且规则(regular and planar)的表面。其中，研磨浆料一般由化学助剂以及研磨粉体所构成，而化学助剂可能为PH值缓冲剂、氧化剂或界面活性剂等，至于研磨粉体则可能为硅土或铝土等成分。通过化学助剂所提供的化学反应，以及研磨粉体和晶片与研磨垫间产生的机械研磨效应，可有效平坦化晶片表面。
[0003]现行化学机械研磨制作工艺于研磨实际产品晶片之前通常会先对一测试晶片(dummy wafer)进行参数测试，例如对测试晶片进行研磨的同时以研磨刀刮除研磨垫表面的研磨颗粒，待取得一些接近实际产品晶片所需的研磨环境后才会对实际产品晶片进行研磨。然而使用测试晶片取得研磨环境不但增加制作工艺成本，又容易在研磨过程中因部分残余物掉落于研磨垫上而影响后续产品晶片的研磨。因此如何改良现行CMP制作工艺即为现今一重要课题。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本发明优选实施例是公开一种化学机械研磨制作工艺。首先提供一化学机械研磨机台，且该机台包含一研磨垫。然后进行一暖机步骤，其中该暖机步骤包含提供一研磨浆料并且利用一研磨器对该研磨垫进行一刮除研磨颗粒的动作。之后再进行一研磨步骤研磨一产品晶片。
【附图说明】
[0005]图1为本发明优选实施例的化学机械研磨制作工艺的立体示意图；
[0006]图2为本发明优选实施例的化学机械研磨制作工艺的平面示意图。
[0007]符号说明
[0008]12 研磨垫14研磨器
[0009]16 晶片载具18研磨平台
[0010]20 研磨刀臂22研磨刀
[0011]24 研磨头26进料管
[0012]28 研磨浆料
【具体实施方式】
[0013]请参照图1至图2，图1为本发明优选实施例的一化学机械研磨制作工艺的立体示意图，图2则为本发明优选实施例的化学机械研磨制作工艺的平面示意图。如图1-图2所示，首先提供一研磨垫12、一研磨器14以及一晶片载具16，其中研磨垫12优选设置于一研磨平台(platen) 18上,研磨器14包含一研磨刀臂20与一研磨刀22,而晶片载具16的尾端则具有一研磨头24。研磨垫12旁另设有一进料管(slurry feed) 26于研磨过程中提供研磨衆料28至研磨垫12。
[0014]在一般化学机械研磨过程中，晶片载具16优选以可分离的方式将一晶片固定于研磨垫上，其中晶片可为一测试晶片或实际产品晶片，其上制作有半导体等集成电路元件。然后对晶片载具16提供一下压力，使晶片与研磨垫12接触，并通过进料管26将一研磨浆料28通入至研磨垫12上进行一研磨制作工艺。研磨器14则于研磨过程中利用研磨刀臂20的下压力及研磨刀22的旋转将附着或堵塞于研磨垫12表面的研磨颗粒刮除，避免堵塞的研磨颗粒影响研磨的效率。
[0015]在本实施例中，本发明优选在开机后且进行暖机时不使用任何测试晶片的情况下直接以研磨器14对研磨垫12进行刮除研磨颗粒的动作，并在研磨器14与研磨垫12互动的过程中选择性调整至少一种研磨参数以取得一研磨配方(recipe)。之后再将所取得的研磨配方对应用至一实际产品晶片。此外，在本发明的另一实施例中，暖机时除了以研磨器14对研磨垫12进行刮除动作之外，晶片载具16的研磨头24也在未承载晶片的情况下与研磨垫12进行研磨。
[0016]更具体而言，本实施例调整至少一研磨参数的动作可包含调整研磨垫12的动作、研磨器14的动作、晶片载具16的动作以及供给研磨浆料28的动作，其中调整这三者的动作更细部包含调整研磨垫12的转速、调整研磨器14的研磨刀臂20的下压力、调整研磨器14的研磨刀22的转速、调整晶片载具16的下压力、调整晶片载具16的研磨头24的转速以及调整供给至研磨垫12的研磨浆料28流量等各种参数。需注意的是，本发明优选在调整研磨器动作的同时选择性调整研磨垫12、晶片载具16以及/或研磨浆料28的流量，其中调整研磨垫12、研磨器14、晶片载具16以及研磨浆料28流量的动作并不局限于一种参数或全部参数，而可视制作工艺需求选择相关参数中任何组合来进行调整。举例来说，本实施例可视制作工艺需求在调整研磨器14的动作，包括调整研磨器14的研磨刀臂20的下压力以及/或研磨器14的研磨刀22的转速外选择性调整研磨垫12、晶片载具16以及研磨浆料28流量中的一种参数，例如仅调整研磨垫12的转速、晶片载具16的研磨头24的转速、晶片载具16的下压力、或同时调整两种以上的参数，例如同时调整晶片载具16的下压力及研磨浆料28的流量、同时调整晶片载具16的研磨头24的转速及研磨浆料28的流量、甚至同时调整研磨垫12的转速、晶片载具16的下压力、晶片载具16的研磨头24的转速以及供给至研磨垫12的研磨浆料28流量等所有参数。
[0017]在本实施例中，经由上述选择所需调整的研磨参数组合后，本发明优选以所选取的研磨参数组合汇整为一研磨配方，然后再以此研磨配方应用至一实际产品晶片。整体而言，由于本发明优选在进行一暖机步骤时不使用任何测试晶片的情况下直接以研磨器对研磨垫进行刮除研磨颗粒的动作，并可选择性搭配调整其他研磨参数来取得一研磨配方进而直接对产品晶片进行研磨，如此即可大幅降低因使用测试晶片所耗费的成本及使用测试晶片影响研磨垫所带来的缺点，进而提升整个CMP制作工艺的效率。
[0018]以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。
【主权项】
1.一种化学机械研磨制作工艺，包含: 提供一化学机械研磨机台，该化学机械研磨机台包含一研磨垫； 进行一暖机步骤，该暖机步骤包含提供一研磨浆料并且利用一研磨器对该研磨垫进行一刮除研磨颗粒的动作；以及 进行一研磨步骤研磨一产品晶片。2.如权利要求1所述的化学机械研磨制作工艺，其中该化学机械研磨机台还包含一晶片载具，该暖机步骤还包含利用该晶片载具的研磨头直接对该研磨垫进行研磨。3.如权利要求2所述的化学机械研磨制作工艺，其中进行该暖机步骤的过程包含调整至少一研磨参数以取得一研磨配方(recipe)，并且利用该研磨配方研磨该产品晶片。4.如权利要求3所述的化学机械研磨制作工艺，其中调整至少一研磨参数的步骤包含调整该研磨浆料流量。5.如权利要求3所述的化学机械研磨制作工艺，其中调整至少一研磨参数的步骤包含调整一晶片载具的下压力。6.如权利要求3所述的化学机械研磨制作工艺，其中调整至少一研磨参数的步骤包含调整该晶片载具的研磨头的转速。7.如权利要求3所述的化学机械研磨制作工艺，其中调整至少一研磨参数的步骤包含调整该研磨垫的转速。8.如权利要求3所述的化学机械研磨制作工艺，其中调整至少一研磨参数的步骤包含调整该研磨器的研磨刀臂的下压力。9.如权利要求3所述的化学机械研磨制作工艺，其中调整至少一研磨参数的步骤包含调整该研磨器的研磨刀的转速。
【专利摘要】本发明公开一种化学机械研磨制作工艺。首先提供一化学机械研磨机台，且该机台包含一研磨垫。然后进行一暖机步骤，其中该暖机步骤包含提供一研磨浆料并且利用一研磨器对该研磨垫进行一刮除研磨颗粒的动作。之后再进行一研磨步骤研磨一产品晶片。
【IPC分类】B24B37/00, H01L21/304
【公开号】CN105575791
【申请号】CN201410529394
【发明人】蔡进晃
【申请人】力晶科技股份有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年10月10日