[實用新型]化學機械研磨機臺及其研磨液供給手臂

有效

• 申請號: 201320804378.8
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN203636589U
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 周維娜;劉庚申
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: B24B37/34
• 分類號: B24B37/34;B24B55/00;B24B57/02
• 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，特別涉及一種化學機械研磨機臺及其研磨液供給手臂。

背景技術

隨著微電子集成電路向微細化、多層化、薄型化、平坦化工藝發展，化學機械研磨技術已經發展成以化學機械研磨機臺為主體，集在線檢測、終點檢測、清洗等技術于一體的化學機械研磨技術。

如圖1和圖2所示，現有的化學機械研磨機臺的結構，包括：研磨臺110、研磨墊120、研磨墊修整器（pad?conditioner）130、研磨液供給手臂140以及研磨頭150。研磨墊120粘貼在研磨臺110上，隨研磨臺110以一定速度旋轉，所述研磨墊120的表面狀態會影響到所研磨的膜層的平整度和均勻度。研磨液供給手臂140用于向研磨墊120提供研磨液。研磨墊修整器130負責把研磨液輸送到所有區域，保證研磨的均勻性，并且研磨墊修整器130上鑲有鉆石，用于去除研磨過程產生的殘留物質145，并修整研磨墊120以維持研磨過程所需的化學和機械環境。所述殘留物質主要有化學反應產物、研磨液本身的殘留物以及研磨產生的碎片等。所述研磨墊120上具有溝槽125，可協助研磨墊修整器130將研磨液輸送到各區域，還可協助將研磨殘留物145移走。

具體地說，化學機械研磨機臺的工作過程如下：將待研磨的晶圓160固定在研磨頭150上，研磨頭150可以提供下壓力并可以高速旋轉。研磨時，旋轉的晶圓160以一定的下壓力壓在隨研磨臺110一起高速旋轉的研磨墊120上，并在此下壓力的作用下相對于研磨墊120作旋轉運動，研磨液供給手臂140向研磨墊120提供研磨液，研磨液在晶圓160與研磨墊120間流動，所述研磨液通常由超細固體粒子研磨劑、表面活性劑、穩定劑、氧化劑等組成，固體粒子提供研磨作用，化學氧化劑提供腐蝕溶解作用，由此在晶圓160表面產生化學反應，通過化學的和機械的共同作用，從晶圓表面去除一層極薄的材料獲得高精度、低粗糙度、無損傷的晶圓表面。在進行研磨的同時，所述研磨墊修整器130以一定的下壓力壓在隨研磨臺110一起高速旋轉的研磨墊120上，利用鉆石修整研磨墊120并去除溝槽125內的殘留物質145。但是，由于研磨墊修整器130上的鉆石的高度低于研磨墊的溝槽125的深度，所以研磨墊修整器130不能完全去除殘留物質145尤其是研磨墊120中心位置的殘留物質，殘留物質在研磨墊120上受到摩擦總是會產生微小的劃傷。

公開號為US7815495B2的專利公開了一種研磨墊修整器，在研磨墊修整器上安裝刷子去除研磨殘留物質，但是由于研磨墊修整器的表面鑲嵌鉆石要求的表面材質和刷子要求的表面材質有差異，在制作工序上比較繁瑣。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種新的研磨液供給手臂，解決現有的化學機械研磨機臺不能有效地去除研磨殘留物質導致研磨晶圓微小劃傷的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種研磨液供給手臂，所述研磨液供給手臂包括主體以及設置于所述主體一端的噴嘴，其特征在于，還包括設置于所述主體底部的多個刷子。

可選的，所述刷子包括若干根刷毛，所述刷毛的頂端有結節。

可選的，所述刷毛的高度大于所述刷毛頂端結節的高度。

可選的，所述結節的頂部是平整的。

可選的，所述刷子為圓形或條形，所述多個刷子均勻分布在所述主體的底部。

可選的，所述刷毛的長度是4.5～6.5毫米，所述刷毛的直徑是0.1～0.3毫米。

可選的，所述刷子材質為聚苯硫醚(Poly-phenylene?Sulfide，PPS)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene?terephthalate，PET)、聚酰亞氨（polyimide）、聚酰胺-酰亞胺（polyamide-imide）、尼龍。

可選的，所述噴嘴包括研磨液噴嘴和清洗液噴嘴，所述清洗液噴嘴和所述研磨液噴嘴呈一字型排列。

本實用新型還提供了一種化學研磨機臺，其特征在于，包括以上任意一項所述的研磨液供應手臂，還包括研磨臺、粘貼于所述研磨臺上的研磨墊以及用于修整所述研磨墊的研磨墊修整器。

與現有技術相比，本實用新型提供的研磨液供給手臂在其主體的底部增設了刷子，有助于去除研磨墊溝槽內的殘留物質，提高了化學機械研磨機臺的清掃能力，有利于減少晶圓表面的劃傷缺陷。

附圖說明

圖1為現有技術的化學機械研磨機臺的結構示意圖；

圖2是圖1研磨墊表面溝槽的剖面示意圖；

圖3是本實用新型一實施例的研磨液供給手臂的底部示意圖；

圖4是圖3的刷子的結構示意圖；