[實用新型]研磨頭及研磨裝置

有效

• 申請號: 201620032022.0
• 申請日: 2016-01-13
• 公開（公告）號: CN205271694U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發明（設計）人: 譚巧敏
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（天津）有限公司;中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: B24B37/11
• 分類號: B24B37/11
• 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

本實用新型涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種研磨頭及研磨裝置。

背景技術

20世紀70年代，多層金屬化技術被引入到集成電路制造工藝中，此技術使 芯片的垂直空間得到有效的利用，并提高了器件的集成度。但這項技術也使得 襯底表面不平整度加劇，由此引發的一系列問題(如引起光刻膠厚度不均進而 導致光刻受限)嚴重影響了大規模集成電路(ULSI)的發展。

針對這一問題，業界先后開發了多種平坦化技術，主要有反刻、玻璃回流、 旋涂膜層等，但效果并不理想。80年代末，IBM公司將化學機械拋光 (Chemical-MechanicalPlanarization，CMP)技術進行了發展使之應用于襯底的平 坦化，其在表面平坦化上的效果較傳統的平坦化技術有了極大的改善，從而使 之成為了大規模集成電路制造中有關鍵地位的平坦化技術。

化學機械拋光工藝使用具有研磨性和腐蝕性的拋光液，并配合使用研磨墊。 研磨墊的尺寸通常比晶圓要大。研磨墊和晶圓被一個可活動的研磨頭壓在一起， 晶圓和研磨墊同時轉動(通常是以相反的方向轉)，但是它們的中心并不重合。在 這個過程中晶圓表面的材料和不規則結構都被除去，從而達到平坦化的目的。 平坦化后的晶圓表面使得干法刻蝕中的圖樣的成型更加容易。平滑的晶圓表面 還使得使用更小的金屬圖樣成為可能，從而能夠提高集成度。

現有的研磨頭通常包括：基座、吸附機構及密封圈，所述密封圈設置于所 述基座和所述吸附機構之間，并將兩者連接；其中密封圈由彈性材料制成的環 形圈，所述環形圈的內徑邊緣套接于靠近所述吸附機構的所述基座上，所述環 形圈的外徑邊緣套接于靠近所述基座的所述吸附機構上，以將基座和吸附機構 通過密封圈間接連接。研磨頭實際工作時，吸附機構中吸附有晶圓，基座在驅 動器的驅動下轉動，在密封圈的傳遞作用下帶動吸附機構轉動，使得吸附機構 中吸附的晶圓相對研磨墊旋轉完成對晶圓的平坦化處理。這里，密封圈的作用 主要是調整壓力大小及保持基座和吸附機構之間的密封，此外，由研磨頭工作 的原理可知，密封圈還起到將基座的旋轉力傳遞給吸附機構的媒介作用。

但是，上述結構的研磨頭需要定期更換，以確保研磨效果，主要是因在密 封圈傳遞傳動力時，吸附機構旋轉時的扭矩作用于密封圈上，密封圈長期承受 扭矩會出現破裂的現象，影響密封圈的密封性，進而影響研磨頭的工作性能， 導致研磨的產品良率下降。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種研磨頭及研磨裝置，以解決由于研磨頭的 密封圈易破裂，使得密封圈的密封性下降，導致研磨頭的工作性能下降，需要 定期更換研磨頭的問題。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種研磨頭，所述研磨頭，包括：

基座、吸附機構及設置于所述基座和吸附機構之間并與兩者連接的密封圈， 其特征在于，還包括至少一個主動部件和至少一個被動部件，所述主動部件固 定于所述基座上，所述被動部件固定于所述吸附機構上，所述主動部件跟隨所 述基座進行旋轉運動，并推動所述被動部件進行旋轉運動，以帶動所述吸附機 構進行旋轉運動。

可選的，在所述的研磨頭中，所述被動部件為磁鐵桿，所述主動部件包括 殼體和磁鐵，所述磁鐵套接于所述殼體中并沿所述殼體做伸縮運動。

可選的，在所述的研磨頭中，所述磁鐵的自由端與所述磁鐵桿的自由端的 極性相同。

可選的，在所述的研磨頭中，所述磁鐵的自由端與所述磁鐵桿的自由端的 極性不同。

可選的，在所述的研磨頭中，所述主動部件和所述被動部件均為磁鐵桿。

可選的，在所述的研磨頭中，所述主動部件的自由端與所述被動部件的自 由端的極性相同。

可選的，在所述的研磨頭中，所述主動部件的自由端與所述被動部件的自 由端的極性不同。

可選的，在所述的研磨頭中，所述主動部件和所述被動部件均為永磁鐵桿。

可選的，在所述的研磨頭中，所述主動部件水平固定于所述基座上，所述 被動部件豎直固定于所述吸附機構上，所述主動部件推動所述被動部件進行旋 轉運動時，所述主動部件的自由端與所述被動部件的自由端相交疊。