[實用新型]化學機械研磨設備

有效

• 申請號: 201720257500.2
• 申請日: 2017-03-16
• 公開（公告）號: CN206567981U
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 湯曉琛
• 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: B24B37/10
• 分類號: B24B37/10;B24B37/30;B24B37/34
• 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，特別涉及一種化學機械研磨設備。

背景技術

隨著電子設備的廣泛應用，半導體的制造工藝得到了飛速的發展，在半導體的制造流程中，一般需涉及化學機械研磨工藝(CMP)。化學機械研磨設備通常采用一研磨頭固定晶片，并通過所述研磨頭將所述晶片的待研磨面緊壓于研磨墊上，從而隨著晶片和研磨墊之間的先對運動，實現對晶片的研磨過程。

然而，在研磨的過程中，一般無法確保晶片上的每個區域的研磨速率均保持一致，使晶片的研磨均勻性較差，進而導致晶片上的部分區域產生研磨過度或研磨不足的問題。目前，針對晶片上部分區域研磨過度或研磨不足的問題，通常是通過對異常晶片進行重工(rework)處理，或者更換化學機械研磨設備中的部分零部件等方法，以改善對晶片的研磨均勻性，緩解晶片在研磨工藝后存在厚度不均的風險，然而，這種方式必然會導致制造成本的增加。

實用新型內容

本實用新型的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在對晶片進行研磨時發生研磨不均的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種化學機械研磨設備，用于對晶片進行化學機械研磨工藝，包括：一用于固定晶片的研磨臺；多個用于對晶片的待研磨面進行研磨的研磨頭，多個所述研磨頭中，至少兩個研磨頭的尺寸不同。

可選的，所述研磨頭為可旋轉研磨頭，在進行化學機械研磨的過程中，所述研磨頭與晶片接觸并發生旋轉。

可選的，所述研磨頭為均可移動研磨頭，在進行化學機械研磨的過程中，所述研磨頭移動至晶片的待研磨區域。

可選的，所述化學機械研磨設備還包括一研磨墊，在進行化學機械研磨的過程中，所述研磨墊貼附于所述研磨頭面對所述研磨臺的表面上，以用于對晶片的待研磨面進行研磨；

可選的，所述研磨頭在朝向所述研磨臺一側的表面為圓形。

可選的，多個所述研磨頭的直徑等倍增長。

可選的，所述化學機械研磨設備包括三個所述研磨頭，一個研磨頭的直徑等于晶片的直徑，一個研磨頭的直徑等于晶片直徑的1/2，一個研磨頭的直徑等于晶片直徑的1/4。

可選的，所述研磨臺的臺面為圓形。

可選的，所述研磨臺的中心位置與位于所述研磨臺上的晶片的中心位置重合。

可選的，所述研磨臺為可旋轉研磨臺，其帶動晶片旋轉以執行化學機械研磨工藝。

可選的，所述化學機械研磨設備還包括一研磨液供給手臂，所述研磨液供給手臂在朝向所述研磨臺的一側上設置有噴嘴。

可選的，所述研磨液供給手臂為可移動手臂，所述研磨液供給手臂移動至所述研磨臺的上方以在化學機械研磨過程中提供研磨液。

在本實用新型提供的化學機械研磨設備中，晶片固定于研磨臺上，并設置多個研磨頭，所述研磨頭可對晶片施加一負載，進而實現對晶片進行研磨的目的。與現有的化學機械研磨設備相比，本實用新型采用了不同的研磨方式，使研磨頭的尺寸不會受到晶片尺寸的影響，進而可根據實際需求設置成相應尺寸的研磨頭。即，多個研磨頭中可設置成多種尺寸，從而可針對晶片上的特定區域進行研磨，確保晶片上膜層的厚度均勻性，避免在化學機械研磨工藝中，晶片的部分區域出現研磨過度或研磨不足的問題。

附圖說明

圖1為一種化學機械研磨設備的結構示意圖；

圖2為本實用新型一實施例中的化學機械研磨設備的結構示意圖；

圖3為本實用新型一實施例中的化學機械研磨設備中三種尺寸的研磨頭的結構示意圖。

具體實施方式

如背景技術所述，在執行化學機械過程中，研磨頭固定晶片并在朝向研磨臺的方向上對晶片施加一定的壓力，從而隨著研磨臺的旋轉，可通過位于研磨臺上的研磨墊對晶片進行研磨。具體可參考圖1所示，所述化學機械研磨設備通常包括一用于承載研磨墊的研磨臺11和一研磨頭12。當對晶片W進行研磨時，首先將待研磨的晶片W固定在研磨頭12上，使晶片W的待研磨面與旋轉的研磨墊對向配置，此時，在研磨墊上可提供由研磨粒和化學助劑所構成的研漿(slurry)；接著，研磨頭12提供給晶片W可控制的負載如壓力，而將晶片W的待研磨面緊壓于研磨墊上，隨著晶片W與研磨墊之間的相對運動，以及研磨墊上研漿的噴灑，實現對晶片W的研磨，形成晶片平坦的表面。

然而，在這種研磨方式中，無法確保晶片上的每個區域的研磨速率均保持一致，例如晶片上的各個區域所承受到的壓力存在差異，進而會導致同一晶片上的部分區域過度研磨或研磨不足的問題。