本申请公开了一种化学机械研磨方法及装置，该方法和装置通过设置与研磨平台相连的抛光速率检测系统，实时监测晶片的当前抛光速率并与设定的目标抛光速率比较，根据比较结果向排气系统发送相应信号反馈，控制排气系统增大或减小排气管道内的气体压强，改变当前的抛光速率直到与目标抛光速率一致，从而保持化学机械研磨过程中抛光速率的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本申请公开了一种化学机械研磨方法及装置，该方法和装置通过设置与研磨平台相连的抛光速率检测系统，实时监测晶片的当前抛光速率并与设定的目标抛光速率比较，根据比较结果向排气系统发送相应信号反馈，控制排气系统增大或减小排气管道内的气体压强，改变当前的抛光速率直到与目标抛光速率一致，从而保持化学机械研磨过程中抛光速率的稳定性。【专利说明】一种化学机械研磨方法及装置
本专利技术涉及半导体制作领域，特别涉及一种化学机械研磨方法及装置。
技术介绍
当前的半导体制造工艺中，很多情况下会用到化学机械研磨(CMP)工艺，比如浅沟槽隔离(STI)氧化娃抛光、局部互联(LI)氧化娃抛光、层间介质(ILD)氧化娃抛光以及双大马式革铜抛光等。现有技术中化学机械研磨装置的结构示意图，如图1所示，该化学机械研磨装置共包括研磨平台和排气系统，其中，研磨平台用于进行晶片的化学机械研磨，进一步包括:研磨盘100、固定于研磨盘100上的研磨垫101、由电机驱动研磨头102以及研磨液供应管105，研磨盘100下方的转轴103 —头连接驱动电机一头连接研磨盘100。研磨液供应管105用于输出研磨液104。当进行研磨时，首先将待研磨的晶片附着在研磨102头上，使晶片的待研磨面与研磨垫101接触；然后，研磨盘100和研磨头102均在电机的驱动下按逆时针方向进行旋转，但两者的旋转速度不同，同时，研磨头102还沿着研磨垫101的直径方向进行径向运动；同时，研磨液供应管105向研磨垫输送研磨液104，通过研磨液104的化学作用和机械作用使晶片表面平坦化。需要说明的是，根据待研磨的材料的不同，研磨液104的具体成分也将不同，另外，研磨垫101的材质以及图案等也将不同。CMP机台中还装配有排气系统，排气系统的排气口 106位于研磨盘上方，排气口 106通过排气管道与排风扇相连(图中未画出)，排风扇产生一定风量和风速的气体通入排气管道；排气管道，位于所述研磨平台上方，用于排出在研磨晶片过程中研磨平台上产生的废气和残留颗粒，排气管道上具有阀门(图中未画出)，通过阀门进一步开启或进一步关闭的状态变化，增大或减小所述排气管道中的气体压强，实现从排气口 106抽取CMP机台的研磨平台上产生的废气和残留颗粒。随着半导体制造技术的发展，半导体器件的特征尺寸越来越小，与之相对应的CMP工艺的精度要求也不断提高，将采用CMP工艺对晶片进行平坦化过程中材料被去除的速度定义为抛光速率(removal rate)，其单位通常是纳米每分钟或者微米每分钟。由于CMP机台的工作原理复杂,影响removal rate的因素很多,业界普遍研究的几大因素包括:CMP机台的硬件(hardware),控制CMP机台的软件(software),研磨垫的旋转速率，晶片的下压力(down force),供应研磨液的流动速率(slurry fow rate),研磨液的温度(temperature)等，removal rate也会随着研磨垫消耗时间的增长而变化。我们通过实验发现，在上述影响因素之外，研磨机台环境(env ironment),特别是研磨机台的排气系统(Exhaust system)也是极大地影响了 removal rate。因为研磨机台的排气系统会对晶片施加压力，改变晶片与研磨垫之间的接触程度，从而改变removal rate。但是现有技术中并没有考虑exhaust system对removal rate的影响,所以在采用固定不变的removal rate的情况下，由于exhaust system的影响,整个CMP过程中并不能保持理想的removal rate,具体表现为removal rate降低或者出现不稳定的情况，对金属铜的平坦化造成了不良影响。因此，如何调整排气系统从而达到理想的removal rate成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种化学机械研磨方法和装置，能够灵活方便地进行化学机械研磨工艺流程，提高化学机械研磨的效率。本专利技术的技术方案是这样实现的:—种化学机械研磨方法，提供晶片进行化学机械研磨，设定目标抛光速率，该方法还包括:在所述化学机械研磨过程中，实时监测当前抛光速率，将获得的当前抛光速率与所述目标抛光速率相比较，如果当前抛光速率大于目标抛光速率，则增大排气管道中的气体压强；如果当前抛光速率小于目标抛光速率，则减小排气管道中的气体压强。所述增大排气管道中的气体压强的范围是0.1帕斯卡到I帕斯卡。所述减小排气管道中的气体压强的范围是0.1帕斯卡到I帕斯卡。 一种化学机械研磨装置，其特征在于，该装置包括:研磨平台，抛光速率检测系统，排气管道，阀门和传感器；所述研磨平台，用于研磨晶片；所述排气管道，位于所述研磨平台上方，用于排出所述研磨晶片过程中产生的废气和残留颗粒；所述抛光速率检测系统，与所述研磨平台相连，用于在设定目标抛光速率之后，实时监测和获取所述研磨平台的当前抛光速率，将获取的所述当前抛光速率与所述目标抛光速率相比较，如果当前抛光速率大于目标抛光速率，则通过所述信号反馈向所述传感器发送第一信号，如果当前抛光速率小于目标抛光速率，则向所述传感器发送第二信号；所述传感器，用于接收所述抛光速率监测系统发送的第一信号或第二信号，根据接收的所述第一信号控制所述阀门增大所述排气管道中的气体压强，或者根据接收的所述第二信号控制所述阀门减小所述排气管道中的气体压强；所述阀门，位于所述排气管道上，用于增大或减小所述排气管道中的气体压强。所述第一信号是高电平信号，所述第二信号是低电平信号。所述第一信号是低电平信号，所述第二信号是高电平信号。所述增大排气管道中的气体压强范围是0.1帕斯卡到I帕斯卡。所述减小排气管道中的气体压强范围是0.1帕斯卡到I帕斯卡。从上述方案可以看出，本专利技术提出一种化学机械研磨方法和装置，该方法和装置通过实时监测晶片在化学机械研磨时的抛光速率，将获得的抛光速率与设定的目标抛光速率相比较，根据比较结果调整排气管道中气体压强大小，从而达到稳定抛光速率的效果。【专利附图】【附图说明】图1为现有技术中化学机械研磨装置图；图2为本专利技术实施例化学机械研磨装置图。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本专利技术作进一步详细说明。具体实施例一如图2所示，本专利技术提供一种化学机械研磨装置，该装置包括:研磨平台，抛光速率检测系统和排气系统，其中，排气系统中还进一步包括排气口 106，排风扇，排气管道，排气管道上的阀门和传感器(图中未画出)；该化学机械研磨装置共包括研磨平台、排气系统和抛光速率检测系统107，其中，研磨平台用于进行晶片的化学机械研磨，进一步包括:研磨盘100、固定于研磨盘100上的研磨垫101、由电机驱动研磨头102以及研磨液供应管105，研磨盘100下方的转轴103 —头连接驱动电机一头连接研磨盘100。研磨液供应管105用于输出研磨液104。当进行研磨时，首先将待研磨的晶片附着在研磨102头上，使晶片的待研磨面与研磨垫101接触；然后，研磨盘100和研磨头102均在电机的驱动下按逆时针方向进行旋转，但两者的旋转速度不同，同时，研磨头102还沿着研磨垫101的直径方向进行径向运本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种化学机械研磨方法，提供晶片进行化学机械研磨，设定目标抛光速率，该方法还包括：在所述化学机械研磨过程中，实时监测当前抛光速率，将获得的当前抛光速率与所述目标抛光速率相比较，如果当前抛光速率大于目标抛光速率，则增大排气管道中的气体压强；如果当前抛光速率小于目标抛光速率，则减小排气管道中的气体压强。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：唐强，李佩，汤露奇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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