[實用新型]一種化學機械研磨裝置

有效

• 申請號: 201120473940.4
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN202367587U
• 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: B24B37/34
• 分類號: B24B37/34;B08B3/02;H01L21/67
• 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。在該化學機械研磨裝置的內部還設有沖洗裝置，通過設置在多個研磨墊11、12、13以及研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14兩兩之間的間隔(interplaten)中的出水噴頭31、32、33、34，實現對晶圓沖洗動作。當研磨進行一段時間后，需要對研磨頭?上的各個晶片做沖洗動作，以防止研磨液對晶圓表面的鎢連接柱(W-Plug)產生腐蝕損傷。具體做沖洗動作時，首先研磨頭支架20會控制多個研磨頭做旋轉動作，旋轉45°后，各個研磨頭分別來到多個研磨墊11、12、13和研磨頭清洗及晶圓裝卸單元14之間的間隔處上方，然后設置于該各個間隔出的出水噴頭會對研磨頭上攜帶的晶圓做沖洗處理。?

然而現有的沖洗裝置，依靠內部的氣閥來對各個出水噴頭上的水進行加壓，缺乏有效的調節水壓的手段。這樣會導致在出水噴頭對晶圓進行沖洗時，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，就能實現對各個出水噴頭中的水壓的有效控制，使沖洗時的水壓不至于破壞晶圓表面的鎢連接柱，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，該多個研磨墊和研磨頭清洗及晶圓裝卸單元循環排布在所屬研磨臺上,且相鄰的兩個研磨墊或相鄰的研磨墊與研磨頭清洗及晶圓裝卸單元之間設有間隔，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，所述沖洗裝置包括：多個出水噴頭，分別設置于所述間隔之中；供水管路，連接一外部水源和所述多個出水噴頭；多個氣閥，設置于所述供水管路上，并分別對應連接于該多個出水噴頭；以及調壓水閥，設置于所述供水管路上。?

可選的：所述供水管路包括第一供水支路和第二供水支路，該第一供水支路獨立的向設置于研磨頭清洗及晶圓裝卸單元和一個研磨墊之間的出水噴頭供水，該第二供水支路向其余出水噴頭進行供水。?

可選的：所述調壓水閥包括第一調壓水閥和第二調壓水閥，該第一調壓水閥連接在設置于第一供水支路上的氣閥和對應的出水噴頭之間，該第二調壓水閥連接在其余氣閥和外部水源之間。?

可選的：所述多個研磨頭于研磨狀態下分別位于對應的研磨墊和研磨頭清洗及晶圓裝卸單元上方，于沖洗狀態下旋轉到所述間隔上方。?

本實用新型的化學機械研磨裝置，通過在沖洗裝置的供水管路上設置調壓水閥，使得出水噴頭在對晶圓進行沖洗的時候，可以依據晶圓的型號進行適當的水壓調節，從而保證在能夠將晶圓表面的研磨液沖洗去除的同時，不損傷晶圓表面的鎢連接柱，提高了晶圓生產中的良率。?

附圖說明