[實用新型]研磨液手臂以及化學機械研磨設備

有效

• 申請號: 201020264923.5
• 申請日: 2010-07-20
• 公開（公告）號: CN201841472U
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 高思瑋
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B24B57/02
• 分類號: B24B57/02;B24B37/00;H01L21/304
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本實用新型涉及集成電路制造領域，特別是涉及一種研磨液手臂以及化學機械研磨設備。

背景技術

隨著超大規模集成電路的飛速發展，集成電路制造工藝變得越來越復雜和精細，為了提高集成度，降低制造成本，半導體器件的尺寸日益減小，平面布線已難以滿足半導體器件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術，進一步提高半導體器件的集成密度。由于多層互連或填充深度比較大的沉積過程導致了晶片表面過大的起伏，引起光刻工藝聚焦的困難，使得對線寬的控制能力減弱，降低了整個晶片上線寬的一致性。為此，需要對不規則的晶片表面進行平坦化處理。目前，化學機械研磨(Chemical?Mechanical?Polishing，CMP)是達成全局平坦化的最佳方法，尤其是在半導體制作工藝進入亞微米領域后，化學機械研磨已成為一項不可或缺的制作工藝技術。

化學機械研磨是一個復雜的工藝過程，通常采用化學機械研磨設備，也稱為研磨機臺或拋光機臺來進行化學機械研磨工藝。所述化學機械研磨設備包括多個研磨平臺、多個研磨頭、罩設在所述多個研磨平臺上的蓋子、去離子水管路、研磨液管路以及多個研磨液手臂。

具體請參考圖1和圖2，其中，圖1為現有的研磨液手臂的立體示意圖，圖2為現有的研磨液手臂的剖面示意圖。所述研磨液手臂10包括：殼體11，研磨液噴嘴12以及第一清洗噴嘴13，所述研磨液噴嘴12與研磨液管路30連通，所述第一清洗噴嘴13與去離子水管路20連通，所述第一清洗噴嘴13用于在化學機械研磨后，向研磨墊噴灑去離子水，以去除研磨墊上的研磨殘留物。

進行化學機械研磨時，可將要研磨的晶片附著在化學機械設備的研磨頭上，該晶片的待研磨面向下并接觸相對旋轉的研磨墊，研磨頭提供的下壓力將該晶片緊壓到研磨墊上，所述研磨墊是粘貼于所述研磨平臺(platen)上，當該研磨平臺旋轉時，研磨頭也進行相對運動。同時，研磨液通過研磨液手臂的研磨液噴嘴輸送到研磨墊上，并通過離心力均勻地分布在研磨墊上，化學機械研磨所使用的研磨液一般包含有化學腐蝕劑和研磨顆粒，通過化學腐蝕劑和所述待研磨表面的化學反應生成較軟的容易被去除的材料，然后通過機械摩擦將這些較軟的物質從被研磨晶片的表面去掉，達到全局平坦化的效果。

在化學機械研磨過程中，需要使用大量的研磨液，并旋轉研磨平臺和研磨頭，必然會有部分研磨液被甩出，因此，現有的化學機械研磨設備利用蓋子罩設在多個研磨平臺上，對該化學機械研磨設備整體進行了封閉保護，避免研磨液飛濺到工作人員身上。但是，這些研磨液將會濺落在蓋子的內壁上，而現有的化學機械研磨設備并未設置清洗蓋子的清洗裝置，只能依靠工作人員手動清洗所述蓋子。一旦工作人員由于疏忽未及時清理蓋子上的研磨液，將會形成研磨液的結晶體，而這些結晶體在后續研磨過程中，極有可能掉落到研磨頭以及研磨墊上，從而在晶片表面產生劃痕(scratch)等缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種研磨液手臂，所述研磨液手臂可自動清洗蓋子，防止蓋子上殘留的研磨液形成結晶體并在晶片表面產生劃痕。

本實用新型的另一目的在于，提供一種化學機械研磨設備，以解決現有的化學機械研磨設備無法自動清洗蓋子上殘留的研磨液的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供一種研磨液手臂，所述研磨液手臂設置在化學機械研磨設備中，所述化學機械研磨設備包括多個研磨平臺、罩設在多個研磨平臺上的蓋子、去離子水管路以及研磨液管路，所述研磨液手臂包括：殼體，至少一個研磨液噴嘴、至少一個第一清洗噴嘴以及至少一個第二清洗噴嘴，所述研磨液噴嘴與所述研磨液管路連通，所述第一清洗噴嘴和第二清洗噴嘴均設置于殼體上并與去離子水管路連通，所述第二清洗噴嘴的方向與蓋子的方向相對應，以使所述第二清洗噴嘴噴出的去離子水能夠清洗所述蓋子。

可選的，在所述研磨液手臂中，所述殼體包括第一壁、第二壁以及由所述第一壁和第二壁限定的容置空間，所述第一清洗噴嘴設置在所述第一壁上，所述第二清洗噴嘴設置在所述第二壁上。

可選的，在所述研磨液手臂中，所述第二清洗噴嘴與水平方向的夾角在30度至75度之間。

可選的，在所述研磨液手臂中，還包括第一去離子水支路和設置在第一去離子水支路上的第一閥，所述第一去離子水支路設置在所述容置空間內，所述第一清洗噴嘴通過第一去離子水支路與去離子水管路連通。

可選的，在所述研磨液手臂中，還包括第二去離子水支路和設置在第二去離子水支路上的第二閥，所述第二去離子水支路設置在所述容置空間內，所述第二清洗噴嘴通過第二去離子水支路與去離子水管路連通。

可選的，在所述研磨液手臂中，所述第二清洗噴嘴的數量為2～5個。