专利名称：金属层平坦化系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及半导体平坦化技术领域，特别是涉及一种金属层平坦化系统。
背景技术：
目前，金属层的平坦化工艺普遍采用化学机械抛光(CMP)方法。在该方法中，除了 机械压力之外，同时还发生了化学调整和刻蚀。高密集的图形不易用CMP方法，因为图案的 密度会影响CMP刻蚀速率，图案的密度决定了有效的接触面积，越密的图案，由于低处图形 承受较小的压力，会导致更低的抛光速率。另外，CMP方法也不适合对具有多层材料的结构 抛光；CMP方法用于弯曲形状的图形的抛光时，会导致抛光不均勻，并且在抛光过程中常出 现侵蚀和凹槽等非理想情况；CMP方法所需设备昂贵，设备中抛光用的垫子和抛光盘在抛 光过程中会磨损，必须定期修理；CMP方法中研磨浆的利用率很低，增加了 CMP方法的成本。
实用新型内容本实用新型的主要目的在于，克服现有的金属层平坦化方法存在的缺陷，而提供 一种新型结构的金属层平坦化系统，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本实用新型所提供的金属层平坦化系统，包括真空腔室(2)、喷头(3)、硅片托盘
(4)、压力测量装置(8)、真空泵(9)和尾气处理装置(10)；喷头(3)设置在真空腔室(2)内， 硅片托盘(4)位于真空腔室(2)内，压力测量装置(8)与真空腔室(2)密闭相连，真空腔室 (2)与尾气处理装置(10)通过管道密闭连接，管道中设有真空泵(9)，真空泵(9)与管道的 管壁密闭连接。
(0005)本实用新型所提供的金属层平坦化系统还包括二氧化碳气瓶(5)、三氟化氯气瓶
(6)和流量计(1)；二氧化碳气瓶(5)通过二氧化碳管路与喷头(3)密闭连接，所述二氧化 碳管路上设有流量计(1)；三氟化氯气瓶(6)通过三氟化氯管路与喷头(3)密闭连接，三氟 化氯管路上设有流量计(1)。本实用新型所提供的金属层平坦化系统还包括掩蔽板(7)；所述掩蔽板(7)上有 一个狭缝，所述掩蔽板(7)位于所述真空腔室(2)内，并且位于所述喷头(3)的前方。本实用新型所提供的金属层平坦化系统还包括溢流阀(11)，所述溢流阀(11)位 于真空腔室(2)与真空泵(9)之间。本实用新型提供的金属层平坦化系统可以集平坦化和清洗于一体，使硅片能干进 /干出，缩短了刻蚀时间，提高了效率，减小了硅片被污染的可能性，特别适合多层金属化技 术。
图1为本实用新型实施例金属层平坦化系统结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的金属层平坦化系统的具体实施方 式、结构、特征及其功效，详细说明如下。参见图1，本实用新型较佳实施例的金属层平坦化系统包括二氧化碳气瓶5、三 氟化氯气瓶6、流量计1、真空腔室2、喷头3、硅片托盘4、压力测量装置8、真空泵9、尾气处 理装置10、溢流阀11和掩蔽板7。二氧化碳气瓶5通过二氧化碳管路与喷头3密闭连接，二氧化碳管路上设有流量 计1 ；三氟化氯气瓶6通过三氟化氯管路也与喷头3密闭连接，三氟化氯管路上设有流量计 1 ；喷头3设置在真空腔室2内，掩蔽板7位于喷头3的前方，掩蔽板7中央具有一个细长 的狭缝，使从喷嘴中喷出的气体更加集中，平行吹过硅片表面，硅片托盘4位于真空腔室2 内，压力测量装置8与真空腔室2密闭相连，真空腔室2与尾气处理装置10通过管道密闭 连接，管道中设有真空泵9，真空泵9与管道的管壁密闭连接。真空腔室2与真空泵9之间 有个溢流阀11 ；当真空腔室2压力高于10_3atm时，溢流阀11被打开；当真空腔室2压力低 于10_3atm时，溢流阀11被关闭。本实用新型较佳实施例的金属层平坦化系统的工作原理是将待处理的器件放到 硅片托盘4上，金属层朝上放置，用真空泵9对真空腔室2抽真空，用压力测量装置8进行 测量，使压力维持在10_3atm ；真空泵9开启，打开二氧化碳气瓶5和三氟化氯气瓶6，通过流 量计1控制气体的流量调节混合气体比，混合气体经喷头3进入真空腔室2，当三氟化氯吹 到硅片上时，与钨或铜反应生成易挥发性物质被气流带离硅片，通过真空泵9排放到尾气 处理装置10中。在实际应用中，在真空泵9出口处通过三氟化氯专用监控器检测尾气中三 氟化氯的含量确定停止反应的时间。三氟化氯气体由喷管喷入真空腔室2，喷管(气压latm)和真空设备(气压 10-3atm)间的气压差，使喷管喷出的三氟化氯气体的分子和原子隔热膨胀，形成名为"气体 团簇"的数百万 数千万个分子集合体，并撞击金属层；撞击时气体团簇的动能转化成热 能，并发生化学反应，从而进行反应性蚀刻。与目前普遍采用的金属层化学机械抛光(CMP)相比，用本实用新型的金属层平坦 化系统进行金属层平坦化处理，平坦化程度较高，抛光速率较快，均勻性好，工艺容易实现， 不会产生凹陷和侵蚀现象，减小严重的表面起伏，改善金属台阶覆盖，也可用在制作金属图 形的工艺中，可以对多层材料表面和不同材料进行平坦化。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上 的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟 悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内 容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内 容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍 属于本实用新型技术方案的范围内。
权利要求权利要求1一种金属层平坦化系统，其特征在于包括真空腔室(2)、喷头(3)、硅片托盘(4)、压力测量装置(8)、真空泵(9)和尾气处理装置(10)；所述喷头(3)设置在所述真空腔室(2)内，所述硅片托盘(4)位于所述真空腔室(2)内，所述压力测量装置(8)与所述真空腔室(2)密闭相连，所述真空腔室(2)与尾气处理装置(10)通过管道密闭连接，所述管道中设有真空泵(9)，所述真空泵(9)与管道的管壁密闭连接。
2.根据权利要求1所述的平坦化系统，其特征在于还包括二氧化碳气瓶(5)、三氟化 氯气瓶(6)和流量计(1)；所述二氧化碳气瓶(5)通过二氧化碳管路与所述喷头(3)密闭 连接，所述所述二氧化碳管路上设有所述流量计(1)；所述三氟化氯气瓶(6)通过三氟化氯 管路与所述喷头(3)密闭连接，所述三氟化氯管路上设有所述流量计(1)。
3.根据权利要求1或2所述的平坦化系统，其特征在于还包括掩蔽板(7)，所述掩蔽 板(7)上有一个狭缝；所述掩蔽板(7)位于所述真空腔室(2)内，并且位于所述喷头(3)的前方
4.根据权利要求1或2所述的平坦化系统，其特征在于还包括溢流阀(11)，所述溢流 阀(11)位于所述真空腔室(2)与真空泵(9)之间。
专利摘要本实用新型公开了一种金属层平坦化系统，属于半导体平坦化技术领域。本实用新型的金属层平坦化系统包括真空腔室(2)、喷头(3)、硅片托盘(4)、压力测量装置(8)、真空泵(9)和尾气处理装置(10)；喷头(3)设置在真空腔室(2)内，硅片托盘(4)位于真空腔室(2)内，压力测量装置(8)与真空腔室(2)密闭相连，真空腔室(2)与尾气处理装置(10)通过管道密闭连接，管道中设有真空泵(9)，真空泵(9)与管道的管壁密闭连接。本实用新型的金属层平坦化系统，能够精确并均匀地把硅片抛光为需要的厚度和平坦度，不会引入新的缺陷，提高了芯片的成品率。
文档编号C23F1/08GK201634763SQ20092031925
公开日2010年11月17日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者景玉鹏, 王磊 申请人:中国科学院微电子研究所