用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備，包括：研磨頭；研磨頭清洗及襯底裝卸單元，所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元具有套筒，所述套筒環(huán)繞所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元外側(cè)設(shè)置，所述套筒能夠沿所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元的外側(cè)進(jìn)行上升和下降運(yùn)動(dòng)，所述套筒上升時(shí)，能夠與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元形成一個(gè)半封閉的清洗單元，所述清洗單元用于襯底的多晶硅層表面的自然氧化層進(jìn)行清洗；所述套筒下降時(shí)，研磨頭將襯底從所述研磨頭清洗及襯底裝載卸載單元移走。本發(fā)明在FinFET多晶硅層的化學(xué)機(jī)械研磨之前，去除多晶硅層表面的自然氧化層，以確保后續(xù)的多晶硅層化學(xué)機(jī)械研磨工藝正行進(jìn)行。
【專利說明】用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在FinFET結(jié)構(gòu)形成后，會(huì)沉積一定厚度的多晶硅層，之后需要利用化學(xué)機(jī)械研磨工藝使所述多晶硅層平坦化并且控制所述多晶硅層的厚度在目標(biāo)值。在所述多晶硅層沉積完成后到對(duì)該多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨之前的時(shí)間段，多晶硅層會(huì)被空氣氧化，在多晶娃層表面形成薄薄一層的氧化娃層(native oxide)。
[0003]由于對(duì)多晶硅層進(jìn)行的化學(xué)機(jī)械研磨工藝采用的研磨液，對(duì)多晶硅層的研磨速率高而對(duì)氧化硅層的研磨速率很小。現(xiàn)有技術(shù)僅通過增加研磨時(shí)間，通過對(duì)氧化硅層進(jìn)行低速研磨，導(dǎo)致FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)間較長(zhǎng)，消耗大量的多晶硅的研磨液，也增加了成本。并且難以對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨工藝進(jìn)行控制，工藝穩(wěn)定性差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明解決的問題提供一種用于對(duì)FinFET多晶硅進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備，在FinFET多晶硅層的化學(xué)機(jī)械研磨之前，去除多晶硅層表面的自然氧化層，以確保后續(xù)的多晶硅層化學(xué)機(jī)械研磨工藝正行進(jìn)行。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備，包括:研磨頭；研磨頭清洗及襯底裝卸單元，用于對(duì)所述研磨頭進(jìn)行清洗以及對(duì)襯底進(jìn)行裝載卸載，所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元具有套筒，所述套筒環(huán)繞所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元外側(cè)設(shè)置，所述套筒能夠沿所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元的外側(cè)進(jìn)行上升和下降運(yùn)動(dòng)，所述套筒上升時(shí)，能夠與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元形成一個(gè)半封閉的清洗單元，所述清洗單元用于襯底的多晶硅層表面的自然氧化層進(jìn)行清洗；所述套筒下降時(shí)，研磨頭將襯底從所述研磨頭清洗及襯底裝載卸載單元移走。
[0006]可選地，所述套筒側(cè)壁形成有:第一進(jìn)水口，用于向所述清洗單元提供氫氟酸溶液，所述氫氟酸溶液用于對(duì)所述自然氧化層進(jìn)行清洗。
[0007]第二進(jìn)水口，用于向所述清洗單元提供純水，所述純水用于對(duì)氫氟酸清洗后的襯底進(jìn)行清洗；
[0008]出水口，用于將所述氫氟酸溶液以及純水從所述清洗單元排出。
[0009]可選地，包括:
[0010]利用研磨頭將襯底放置于研磨頭清洗及襯底裝卸單元的表面；
[0011]移開所述研磨頭；
[0012]將套筒上升，在套筒與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元之間形成清洗單元；
[0013]向所述清洗單元提供氫氟酸溶液，所述氫氟酸溶液浸沒所述襯底；
[0014]將所述氫氟酸溶液排出所述清洗單元之外；
[0015]向所述清洗單元中提供純水，對(duì)所述襯底進(jìn)行清洗；
[0016]將所述純水排出；
[0017]將所套筒下降并利用研磨頭將襯底從所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元移除。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0019]本發(fā)明增加一個(gè)研磨前清洗步驟，對(duì)襯底進(jìn)行清洗，以去除多晶硅層表面的自然氧化層，保證多晶硅層化學(xué)機(jī)械研磨的順利進(jìn)行。降低了研磨時(shí)間和研磨液的消耗，節(jié)約了成本，并且增加了化學(xué)機(jī)械研磨工藝的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]由于FinFET多晶硅層沉積后，在多晶硅層表面會(huì)形成自然氧化層，該自然氧化層會(huì)影響多晶硅層化學(xué)機(jī)械研磨工藝，延長(zhǎng)研磨時(shí)間并且增大研磨液的消耗量。本發(fā)明提出在對(duì)多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨之前，對(duì)襯底進(jìn)行清洗，以去除自然氧化層。
[0022]具體地，本發(fā)明提供的FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備，包括:研磨頭；研磨頭清洗及襯底裝卸單元，用于對(duì)所述研磨頭進(jìn)行清洗以及對(duì)襯底進(jìn)行裝載卸載，所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元具有套筒，所述套筒環(huán)繞所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元外側(cè)設(shè)置，所述套筒能夠沿所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元的外側(cè)進(jìn)行上升和下降運(yùn)動(dòng)，所述套筒上升時(shí)，能夠與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元形成一個(gè)半封閉的清洗單元，所述清洗單元用于襯底的多晶硅層表面的自然氧化層進(jìn)行清洗；所述套筒下降時(shí)，研磨頭將襯底從所述研磨頭清洗及襯底裝載卸載單元移走。
[0023]本發(fā)明所述的FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備是對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備進(jìn)行改造獲得，在本發(fā)明所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多晶硅層表面的自然氧化層進(jìn)行清洗，之后繼續(xù)在同一臺(tái)化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中對(duì)多晶硅層進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝。結(jié)合圖1所示的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，為了簡(jiǎn)化表示，圖中未示出研磨頭，僅僅使出了襯底2放置在研磨頭清洗及襯底裝卸單元I表面后，該研磨頭清洗及襯底裝卸單元I的外側(cè)的套筒3能夠向上或向下移動(dòng)，當(dāng)向上移動(dòng)時(shí)，套筒3與研磨頭清洗及襯底裝卸單元I之間形成清洗單元。
[0024]作為一個(gè)實(shí)施例，所述套筒3的側(cè)壁形成有:
[0025]第一進(jìn)水口 4，用于向所述清洗單元提供氫氟酸溶液，所述氫氟酸溶液用于對(duì)所述自然氧化層進(jìn)行清洗。
[0026]第二進(jìn)水口 5，與所述第一進(jìn)水口 4對(duì)稱設(shè)置，用于向所述清洗單元提供純水，所述純水用于對(duì)氫氟酸清洗后的襯底進(jìn)行清洗；
[0027]出水口(圖中未示出)，用于將所述氫氟酸溶液以及純水從所述清洗單元排出。
[0028]根據(jù)實(shí)際需要，所述第一進(jìn)水口 4和第二進(jìn)水口 5的位置和形狀可以有其他的設(shè)置，并且，還可以有更多的進(jìn)水口以提供氫氟酸或純水，在此不做贅述。
[0029]上述FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備的工作方法包括:
[0030]利用研磨頭(未示出)將襯底2放置于研磨頭清洗及襯底裝卸單元I的表面；
[0031]移開所述研磨頭；
[0032]將套筒3上升，在套筒3與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元I之間形成清洗單元；
[0033]利用第一進(jìn)水口 4向所述清洗單元提供氫氟酸溶液，所述氫氟酸溶液浸沒所述襯底；
[0034]利用出水口(未示出)將所述氫氟酸溶液排出所述清洗單元之外；
[0035]利用第二進(jìn)水口 5向所述清洗單元中提供純水，對(duì)所述襯底2進(jìn)行清洗；
[0036]利用出水口將所述純水排出；
[0037]將所套筒下3降并利用研磨頭將襯底2從所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元I移除，繼續(xù)進(jìn)行多晶硅層的化學(xué)機(jī)械研磨步驟。
[0038]綜上，本發(fā)明增加一個(gè)研磨前清洗步驟，對(duì)襯底進(jìn)行清洗，以去除多晶硅層表面的自然氧化層，保證多晶硅層化學(xué)機(jī)械研磨的順利進(jìn)行。降低了研磨時(shí)間和研磨液的消耗，節(jié)約了成本，并且增加了化學(xué)機(jī)械研磨工藝的穩(wěn)定性。
[0039]因此，上述較佳實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于FinFET多晶娃化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備,包括:研磨頭；研磨頭清洗及襯底裝卸單元，用于對(duì)所述研磨頭進(jìn)行清洗以及對(duì)襯底進(jìn)行裝載卸載，所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元具有套筒，其特征在于，所述套筒環(huán)繞所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元外側(cè)設(shè)置，所述套筒能夠沿所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元的外側(cè)進(jìn)行上升和下降運(yùn)動(dòng)，所述套筒上升時(shí)，能夠與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元形成一個(gè)半封閉的清洗單元，所述清洗單元用于襯底的多晶硅層表面的自然氧化層進(jìn)行清洗；所述套筒下降時(shí)，研磨頭將襯底從所述研磨頭清洗及襯底裝載卸載單元移走。
2.如權(quán)利要求1所述的用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的設(shè)備，其特征在于，所述套筒側(cè)壁形成有:第一進(jìn)水口，用于向所述清洗單元提供氫氟酸溶液，所述氫氟酸溶液用于對(duì)所述自然氧化層進(jìn)行清洗。 第二進(jìn)水口，用于向所述清洗單元提供純水，所述純水用于對(duì)氫氟酸清洗后的襯底進(jìn)行清洗； 出水口，用于將所述氫氟酸溶液以及純水從所述清洗單元排出。
3.如權(quán)利要求1所述的用于FinFET多晶硅化學(xué)機(jī)械研磨的方法，其特征在于， 包括: 利用研磨頭將襯底放置于研磨頭清洗及襯底裝卸單元的表面； 移開所述研磨頭； 將套筒上升，在套筒與所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元之間形成清洗單元； 向所述清洗單元提供氫氟酸溶液，所述氫氟酸溶液浸沒所述襯底； 將所述氫氟酸溶液排出所述清洗單元之外； 向所述清洗單元中提供純水，對(duì)所述襯底進(jìn)行清洗； 將所述純水排出； 將所套筒下降并利用研磨頭將襯底從所述研磨頭清洗及襯底裝卸單元移除。
【文檔編號(hào)】H01L21/67GK104400618SQ201410491272
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】丁弋, 朱也方 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司