[實用新型]一種化學機械研磨裝置

有效

• 申請號: 201120473939.1
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN202367583U
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 陸銘;夏偉
• 申請（專利權）人: 無錫華潤上華科技有限公司
• 主分類號: B24B37/02
• 分類號: B24B37/02;B24B37/34;H01L21/304
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本實用新型涉及半導體制造技術領域，尤其是涉及一種化學機械研磨裝置。?

背景技術

隨著超大規模集成電路(Ultra?Large?Scale?Intergration,ULSI)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，器件的特征尺寸(Feature?Size)不斷變小，芯片單位面積的元件數量不斷增加，平面布線已難滿足元件高密度分布的要求，采用多層布線技術，利用芯片的垂直空間，可進一步提高器件的集成密度。?

但多層布線技術的應用會造成硅片表面起伏不平，對圖形制作極其不利。為此，需要對不平坦的晶片表面進行平坦化(Planarization)處理。目前，化學機械研磨法(Chemical?Mechanical?Polishing,CMP)是達成全局平坦化的最佳方法，尤其在半導體制作工藝進入亞微米(sub?micron)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。?

化學機械研磨法(CMP)是通過化學反應和機械研磨相結合的方式將半導體結構表面的材料層去除的一種平坦化方法。請參見圖1，圖1是一種現有的化學機械研磨裝置。該裝置包括作為化學機械研磨主體的研磨臺10，在該研磨臺10上設置多個研磨墊11、12、13和研磨頭清洗及晶圓裝卸單元(head?clean?load/unload，HCLU)14。多個研磨頭21、22、23、24設置在一個研磨頭支架20上，該多個研磨頭分別對應上述多個研磨墊11、12、13以及研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14。該多個研磨墊用以提供一個粗糙表面，以對晶圓進行研磨。該研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14是用來提供一個晶圓裝載和卸載的中轉站，以及對放置在該研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14上的晶圓實施清洗動作。?

具體的,請參見圖2，圖2是該研磨頭清洗及晶圓裝卸單元(head?clean?load/unload，HCLU)14的結構示意圖。如圖所示，該研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14包括托盤141，該托盤141用以放置待裝卸的晶圓，在該托盤141的底部，設有多個吸附氣孔142和沖洗水孔143，其中該多個吸附氣孔142和一外部抽真空裝置相連，當晶圓被置于該托盤141上時，吸附孔142在抽真空系統的作用下形成負壓，將晶圓吸附在托盤141上。該沖洗水孔143通過一供水管路144和一外部水源145相連，在該供水管路144上還設有一個氣閥146，該沖洗水孔143、供水管路144、外部水源145以及氣閥146一起形成該研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14的沖洗裝置。當外部取片的機械手來對托盤141上的晶圓進行取片動作時，由于吸附孔142上具有較強的吸力，因此需要先通過沖洗裝置在沖洗水孔143處利用水柱將晶圓沖松動，然后該機械手就能輕易的將晶圓取走，完成晶圓的裝卸工作。?

然而現有的沖洗裝置，依靠內部的氣閥146來對沖洗水孔143中沖出的水進行加壓，缺乏有效的調節水壓的手段。這樣會導致在沖洗水孔143對晶圓進行沖洗時，由于水壓過大而對晶圓表面的鎢連接柱（W-Plug）形成損壞，致使晶圓報廢。?

因此有必要對現有的化學機械研磨裝置做改進。?

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提出一種化學機械研磨裝置，在不需要增加太多成本的情況下，就能實現對沖洗水孔中的水壓進行有效控制，使沖洗時的水壓不至于破壞晶圓表面的鎢連接柱（W-Plug），提高了晶圓生產中的良率。?

根據上述目的提出的一種化學機械研磨裝置，包括研磨臺、研磨頭支架和沖洗裝置，所述研磨臺上設有多個研磨墊和一個研磨頭清洗及晶圓裝卸單元，所述研磨頭清洗及晶圓裝卸單元包括用于放置晶圓的托盤，所述研磨頭支架上設有多個研磨頭，該多個研磨頭以相對方向分別對應該多?個研磨墊和研磨頭清洗及晶圓裝卸單元，其特征在于：所述沖洗裝置包括：沖洗水孔，設置于所述托盤的底部；供水管路，連接一外部水源和所述沖洗水孔；氣閥，設置于所述供水管路上；以及調壓水閥，設置于所述供水管路上。?

可選的，所述托盤分為晶圓放置區和研磨頭沖洗區。?

可選的，所述研磨頭沖洗區位于晶圓放置區的外圍，且該研磨頭沖洗區具有一坡度，其坡底連接晶圓放置區并逐漸向外延伸。?

可選的，所述沖洗水孔包括晶圓沖洗水孔和研磨頭沖洗水孔，其中所述晶圓沖洗水孔設置于所述晶圓放置區內，所述研磨頭沖洗水孔設置于所述研磨頭沖洗區內。?

可選的，所述托盤上還設有多個吸附氣孔。?

可選的，所述多個吸附氣孔與一外部抽真空裝置相連。?