專利名稱：一種wcmp的研磨裝置以及提高wcmp研磨速率的方法
技術領域：
本發明涉及半導體制工藝，尤其涉及WCMP (鎢的化學機械研磨)的工藝。
背景技術：
隨著對增加單個芯片上的有源器件密度的要求的逐步提高，對晶片有源表面上更大平整度的要求同時提高。需要平坦的表面來改善與下部層的互連金屬鍍覆和提高填充導孔和線路的能力。
在這樣的要求下，CMP (Chemical Mechanical Polishing,化學機械研磨)是一種常用的主要工藝，尤其對于超大硅膜集成電路制造工藝中的表面平坦化，是不可或缺的薄膜平坦化技術。
其中，WCMP即鎢的化學機械研磨技術已經被廣泛應用到內存和邏輯產品的量產中。
在WCMP技術中，為了提高半導體的生產率，提高WCMP的研磨速率是一種重要的手段。
現有技術中，作為提高WCMP的研磨速率的方法主要有: (1)增加研磨頭的壓力； (2)提高研磨墊和研磨頭的轉速； (3)提高研磨墊的表面粗糙度； (4)采用新的速率高的研磨液和研磨墊。
然而，上述方法存在不同方面的缺陷，例如: (1)在增加研磨頭的壓力的情況下，該壓力若提高太大會影響到晶片的安全而且對速率的提升作用并不大； (2)在提高研磨墊和研磨頭的轉速的情況下，轉速太高會影響到晶片的安全，而且對速率的提升作用并不太大； (3)在提高研磨墊的表面粗糙度的情況下，會嚴重影響到研磨墊的使用壽命； (4)采用新的速率高的研磨液和研磨墊，則會存在新的研磨液和研磨墊開發困難而且成本比較高的問題。發明內容
鑒于上述問題，本發明旨在提供一種不會影響到晶片，能夠迅速提高研磨速、成本低且結構簡單的WCMP的研磨裝置以及提高WCMP研磨速率的方法。
為解決以上技術問題，本發明的WCMP的研磨裝置，利用研磨液對被加工物進行研磨，其特征在于，包括:研磨墊，該研磨墊用于盛放研磨液；托盤，用于保持被加工物、并使該被加工物在所述研磨墊上得以進行WCMP研磨；管部,用于通入研磨液；加熱裝置，用于對所述管部以及/或者所述研磨墊進行加熱；以及溫度控制裝置，用于控制所述加熱裝置以使所述管部中流動的研磨液的溫度保持在30 60度。
優選地，所述加熱裝置為設置在所述管部周圍的電熱絲，以及/或者設置在所述研磨墊周圍的電熱絲。
優選地，所述加熱裝置為設置在所述管部外部熱氣管線，以及/或者設置在所述研磨墊外部熱氣管線。
優選地，所述加熱裝置為設置在所述管部外部的紅外線熱源，以及/或者設置在所述研磨墊外部的紅外線熱源.。
優選地，所述溫度控制裝置具備測定所述管部的出口部分溫度的溫度傳感器。
優選地，所述管部為銅管。
本發明的WCMP的研磨裝置，利用研磨液對被加工物進行研磨，其特征在于，包括:研磨墊，該研磨墊用于盛放研磨液；托盤，用于保持被加工物、并使該被加工物在所述研磨墊上進行WCMP研磨；管部,用于通入研磨液；加熱裝置，用于對所述管部以及或者所述研磨墊進行加熱；研磨液流速測量器，用于測量所述研磨液的流速；以及溫度控制裝置，包括測定所述管部的出口部分溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器根據所述溫度傳感器測得的溫度以及所述研磨液流速測量器測得的研磨液的流速對所述加熱裝置進行控制、以使所述管部中流動的研磨液的溫度保持在30 60度。
優選地，所述加熱裝置為設置在所述管部周圍的電熱絲，以及/或者設置在所述研磨墊周圍的電熱絲。
優選地，所述加熱裝置為設置在所述管部外部的熱氣管線，以及/或者設置在所述研磨墊外部熱氣管線。
優選地，所述加熱裝置為設置在所述管部外部的紅外線熱源，以及/或者設置在所述研磨墊外部的紅外線熱源。
優選地，所述管部為銅管。
本發明的提高WCMP的研磨速率的方法，在該WCMP中通過管部導入研磨液對被加工物進行研磨，其特征在于，包括:導入研磨液的導入步驟；對管部或者/以及研磨墊進行加熱的加熱步驟；測定研磨液的溫度的測溫步驟；以及將所述研磨液的溫度控制在30 60度的溫控步驟。
利用上述本發明的WCMP的研磨裝置以及本發明的提高WCMP的研磨速率的方法，通過監控研磨液的溫度或者監控研磨液的流速和研磨液的溫度來控制研磨液的溫度，能夠在不影響晶片的安全的前提下，迅速提升研磨速率，對研磨墊壽命并無影響。而且，本發明的WCMP研磨裝置通過對現有的WCMP研磨裝置進行簡單的改造就能夠得到，具有結構簡單、成本低的優點。


圖1是表示現有技術中WCMP研磨裝置的概要示意圖。
圖2是表示作為表示本發明的第一實施方式的WCMP研磨裝置的一部分構造的框圖。
圖3是表示作為表示本發明的第二實施方式的WCMP研磨裝置的一部分構造的框圖。
具體實施例方式下面介紹的是本發明的多個可能實施例中的一些，旨在提供對本發明的基本了解。并不旨在確認本發明的關鍵或決定性的要素或限定所要保護的范圍。為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述。第一實施方式
圖1是表示現有技術中WCMP研磨裝置的概要示意圖。如圖1所示,在現有技術中,WCMP的研磨裝置主要具有研磨墊100、托盤200、管部400，利用研磨液11對被加工物300進行研磨。具體地，在該研磨墊100上承載從管部400導入的研磨液11，托盤200保持被加工物300并使該被加工物300在研磨墊100上得以進行WCMP研磨。管部400向研磨墊100導入研磨液或者研磨衆(slurry)。本發明的發明人通過精銳的研究發現，在WCMP研磨的過程中，在其他條件不變的情況下，研磨速率隨著研磨溫度而升高。尤其是，在30 60度的范圍中，研磨速率隨研磨液溫度的上升而迅速提高，但是，在大于60度的情況下，該研磨速率升高不明顯，甚至基本上沒有什么上升。基于上述發現，本發明的發明人在上述現有的技術的基礎上，為了控制研磨液的溫度，進行了以下的改良。圖2是表示作為表示本發明的第二實施方式的WCMP研磨裝置的一部分構造的框圖。S卩，在圖1所示的現有的WCMP研磨裝置的基礎上，進一步增加設置了加熱裝置500和溫度控制裝置600。加熱裝置500用于對管部400或者研磨墊100進行加熱，或者/以及加熱裝置500用于對管部400以及研磨墊100進行加熱，以使得管部400中流動的研磨液11升溫。溫度控制裝置600用于控制加熱裝置500以將管部400中流動的研磨液11保持在30 60度。這里的管部400優選地是銅管。作為加熱裝置500，可以采用各種加熱方式，例如，加熱裝置500可以是設置在管部400或研磨墊100周圍的電熱絲，或者，加熱裝置500可以為設置在管部400或研磨墊100外部的熱氣管線，或者加熱裝置500可以為設置在管部400或研磨墊100外的紅外線熱源。溫度控制裝置600是由溫度傳感器和控制器構成(為圖示)。溫度傳感器設置在管部400的出口附近，測定從管部400流向研磨墊300的研磨液的溫度?？刂破鞲鶕囟葌鞲衅鳒y定的溫度對加熱裝置500進行控制以使得研磨液的溫度保持在30 60度。利用上述本發明的WCMP的研磨裝置，能夠在不影響晶片的安全的前提下，迅速提升研磨速率，對研磨墊壽命并無影響。而且，本發明的WCMP研磨裝置通過對現有的WCMP研磨裝置進行簡單的改造就能夠得到，具有結構簡單、成本低的優點。第二實施方式
在上述基礎上，本發明的發明人經過精銳的研究發現，管部400中流動的研磨液的流速與研磨液的溫度也非常相關。因此，在上述第一實施方式的基礎上，以下的第二實施方式。圖3是表示作為表示本發明的第二實施方式的WCMP研磨裝置的一部分構造的框圖。
S卩，在圖1所示的結構基礎上，進一步增加設置了加熱裝置500、溫度控制裝置600、流速控制裝置800。加熱裝置500用于對管部400或者研磨墊100進行加熱，或者/以及加熱裝置500用于對管部400以及研磨墊100進行加熱，以使得管部400中流動的研磨液11升溫。流速控制裝置800用以控制研磨液的流速。這里與第一實施方式同樣地，作為加熱裝置500，可以采用各種加熱方式，例如，力口熱裝置500可以是設置在管部400或者/以及研磨墊100周圍的電熱絲，或者，加熱裝置500可以為設置在管部400或者/以及研磨墊100外部的熱氣管線，或者加熱裝置500可以為設置在管部400或者/以及研磨墊100外的紅外線熱源。流速控制裝置800用于測定并控制在管部400中流動的研磨液的流速。溫度控制裝置600是由溫度傳感器和控制器構成。溫度傳感器600設置在管部400的出口附近，測定從管部400流向研磨墊100的研磨液的溫度?？刂破鞲鶕碜詼囟葌鞲衅鳒y定的溫度以及來自流速控制裝置800測定的研磨液的流速對加熱裝置500進行控制以使得研磨液的溫度保持在30 60度。利用上述本發明的WCMP的研磨裝置，通過監控研磨液的流速和研磨液的溫度來控制研磨液的溫度，能夠在不影響晶片的安全的前提下，迅速提升研磨速率，對研磨墊壽命并無影響。而且，本發明的WCMP研磨裝置通過對現有的WCMP研磨裝置進行簡單的改造就能夠得到，具有結構簡單、成本低的優點。以上對本發明的本發明的WCMP研磨裝置進行了說明。以下對本發明的提高WCMP的研磨速率的方法進行簡單說明。根據上述發明人的精銳研究，通過采取對研磨液進行溫度控制，以將研磨保持在30 60度，由此提高WCMP的研磨速率。具體地，本發明的提高WCMP的研磨速率方法包括:導入研磨液的導入步驟；對管部或者/以及研磨墊進行加熱的加熱步驟；測定研磨液的溫度的測溫步驟；以及將所述研磨液的溫度控制在30 60度的溫控步驟。以上例子主要說明了本發明的系統及各種應用方法。盡管只對其中一些本發明的實施方式進行了描述，但是本領域普通技術人員應當了解，本發明可以在不偏離其主旨與范圍內以許多其他的形式實施。因此，所展示的例子與實施方式被視為示意性的而非限制性的，在不脫離如所附各權利要求所定義的本發明精神及范圍的情況下，本發明可能涵蓋各種的修改與替換。在不偏離本發明的精神和范圍的情況下還可以構成許多有很大差別的實施例。應當理解，除了如所附的權利要求所限定的，本發明不限于在說明書中所述的具體實施例。
權利要求
1.一種WCMP的研磨裝置，利用研磨液對被加工物(300)進行研磨，其特征在于，包括: 研磨墊(100)，該研磨墊(100)用于盛放研磨液； 托盤(200)，用于保持被加工物、并使該被加工物(300)在所述研磨墊(100)上得以進WCMP研磨； 管部(400),用于通入研磨液； 加熱裝置(500)，用于對所述管部(400)以及/或者所述研磨墊(100)進行加熱；以及溫度控制裝置(600 )，用于控制所述加熱裝置(500 )以使所述管部(400 )中流動的研磨液的溫度保持在30 60度。
2.如權利要求1所述的研磨裝置，其特征在于， 所述加熱裝置(500)為設置在所述管部(400)周圍的電熱絲，以及/或者所述加熱裝置(500)為設置在所述研磨墊(100)周圍的電熱絲。
3.如權利要求1所述的研磨裝置，其特征在于， 所述加熱裝置(500) 為設置在所述管部(400)外部熱氣管線，以及/或者所述加熱裝置(500)為設置在所述研磨墊(100)周圍的外部熱氣管線。
4.如權利要求1所述的研磨裝置，其特征在于， 所述加熱裝置(500)為設置在所述管部(400)外部的紅外線熱源，以及/或者所述加熱裝置(500)為設置在所述研磨墊(100)周圍的外部的紅外線熱源。
5.如權利要求1所述的研磨裝置，其特征在于， 所述溫度控制裝置(600)具備測定所述管部(400)的出口部分溫度的溫度傳感器。
6.一種WCMP的研磨裝置，利用研磨液對被加工物(300)進行研磨，其特征在于，包括: 研磨墊(100)，該研磨墊(100)用于盛放研磨液； 托盤，用于保持被加工物、并使該被加工物(300)在所述研磨墊(100)上進行WCMP研磨； 管部(400),用于通入研磨液； 加熱裝置(500 )，用于對所述管部(400 )以及/或者所述研磨墊(100 )進行加熱； 研磨液流速測量器(700)，用于測量所述研磨液的流速；以及 溫度控制裝置(600)，包括測定所述管部(400)的出口部分溫度的溫度傳感器，所述溫度控制裝置(600)根據所述溫度傳感器測得的溫度以及所述研磨液流速測量器(700)測得的研磨液的流速對所述加熱裝置(500)進行控制、以使所述管部(400)中流動的研磨液的溫度保持在30 60度。
7.如權利要求6所述的研磨裝置，其特征在于， 所述加熱裝置(500)為設置在所述管部(400)周圍的電熱絲，以及/或者所述加熱裝置(500)為設置在所述研磨墊(100)周圍的電熱絲。
8.如權利要求6所述的研磨裝置，其特征在于， 所述加熱裝置(500)為設置在所述管部(400)外部的熱氣管線，以及/或者所述加熱裝置(500)為設置在所述研磨墊(100)外部的熱氣管線。
9.如權利要求6所述的研磨裝置，其特征在于， 所述加熱裝置(500)為設置在所述管部(400)外部的紅外線熱源，以及/或者所述加熱裝置(500)為設置在所述研磨墊(100)周圍的外部的紅外線熱源。
10.一種提高WCMP的研磨速率的方法，在該WCMP中通過管部導入研磨液對被加工物在研磨墊上進行研磨，其特征在于，包括: 導入研磨液的導入步驟； 對管部或者/以及研磨墊進行加熱的加熱步驟； 測定研磨液的溫度的測溫步驟；以及 將所述研磨液的溫度控制在30 60度的溫控步驟。
全文摘要
本發明涉及WCMP的研磨裝置以及提高WCMP的研磨速率的方法。本發明的研磨裝置利用研磨液對被加工物(300)進行研磨，包括研磨墊(100)，該研磨墊(100)用于盛放研磨液；托盤(200)，用于保持被加工物、并使該被加工物(300)在所述研磨墊(100)上得以進行WCMP研磨；管部(400)，用于通入研磨液；加熱裝置(500)，用于對所述管部(400)以及/或者所述研磨墊(100)進行加熱；溫度控制裝置(600)，用于控制所述加熱裝置(500)以使所述管部(400)中流動的研磨液的溫度保持在30～60度。本發明具有迅速提升研磨速率、對研磨墊壽命無影響、結構簡單、成本低的優點。
文檔編號B24B37/34GK103182674SQ20111045390
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者曾明, 張禮麗, 范怡平, 楊貴璞 申請人:無錫華潤上華科技有限公司