[實用新型]研磨頭清洗裝置

有效

• 申請號: 201822081238.8
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN209425253U
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 黃匯豐;蔣德念;趙振偉
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: B24B53/017
• 分類號: B24B53/017
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 欒美潔

本實用新型公開了一種研磨頭清洗裝置，包括支架、清洗刷、噴水桿、伸縮驅動裝置和旋轉驅動裝置，所述噴水桿與清洗刷安裝在支架上，所述支架在伸縮驅動裝置的帶動下沿水平方向運動，所述噴水桿上設有朝向研磨頭頂面和側面的外周側噴嘴，所述旋轉驅動裝置帶動研磨頭旋轉或者帶動支架旋轉。本實用新型的清洗裝置對研磨頭進行清洗時，研磨頭進行旋轉或者清洗刷和噴水桿進行旋轉，清洗刷和噴水桿在伸縮驅動裝置的控制下移動至研磨頭的外周側，噴水桿上的外周側噴嘴向研磨頭上方及側面噴灑去離子水，同時清洗刷對研磨頭的上方及側面進行全方位洗刷，從而將研磨頭上方及側面的研磨液及研磨殘留物清除。

技術領域

本實用新型涉及半導體集成電路領域，具體屬于一種化學機械研磨工藝中清洗研磨頭的裝置。

背景技術

隨著超大規模集成電路ULSI(Ultra Large Scale Integration)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，元件的特征尺寸不斷變小，芯片單位面積內的元件數量不斷增加，平面布線已難以滿足元件高密度分布的要求，只能采用多層布線技術，利用芯片的垂直空間，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，引起光刻工藝聚焦的困難，使得對線寬的控制能力減弱，降低了整個晶片上線寬的一致性。為此，需要對不規則的晶片表面進行平坦化(Planarization)處理。

目前，化學機械研磨法(CMP，Chemical Mechanical Polishing)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)是一個復雜的工藝過程，它是通過晶片和研磨墊之間的相對運動對晶片表面進行平坦化，其所用設備常稱為研磨機或拋光機。研磨時，將要研磨的晶片的待研磨面向下附著在研磨頭上，晶片的待研磨面接觸相對旋轉的研磨墊，研磨頭提供的下壓力將晶片緊壓到研磨墊上，當表面貼有研磨墊的機臺在電機的帶動下旋轉時，研磨頭也進行相對轉動。同時，在晶片表面和研磨墊之間供給有研磨液，該研磨液通過研磨液供應管(tube)輸送到研磨墊上，并通過離心力均勻地分布在晶片和研磨墊之間的縫隙中，該研磨液中的化學成分與被研磨晶片表面欲除去的材料層發生化學反應，將不溶物質轉化為易溶物質(化學反應過程)，然后通過晶片和研磨墊相對運動產生的機械摩擦將這些易溶物質從被拋光片表面去掉，實現結合機械作用和化學反應將晶片的表面材料去除，達到全局平坦化效果。

化學機械研磨后，需要對研磨頭進行清洗，以去除研磨頭表面的研磨殘留物，所述的殘留物可能是研磨液殘留、晶片表面的材料層殘留物或者研磨液與晶片表面材料發生反應后的生成物的殘留物。

目前，在化學機械拋光設備中，采用研磨頭清洗及硅片裝載單元(Head CleanLoad/Unload，簡稱HCLU)完成硅片的Load/Unload以及研磨頭的清洗操作，如圖1所示，所述研磨頭清洗及硅片裝載單元2位于研磨頭1下方，且研磨頭清洗及硅片裝載單元設有若干去離子水(DIW)下噴嘴，該下噴嘴3位于研磨頭1的下方，當研磨頭1和下噴嘴3對齊時，下噴嘴3噴出去離子水對研磨頭1底部進行清洗，以去除晶片和研磨頭上所附著的研磨液及殘留物。雖然上述結構可以對研磨頭1底面和晶片進行清洗，但是在研磨過程中，研磨頭的上方和側面往往也會形成部分研磨液結晶以及晶片上研磨出來的殘留物顆粒，這些研磨殘留物在現有的清洗裝置中無法被去除。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是提供一種研磨頭清洗裝置，可以解決現有清洗裝置無法對研磨頭的上方和側面進行清洗的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的研磨頭清洗裝置，包括支架、清洗刷、噴水桿、伸縮驅動裝置和旋轉驅動裝置，所述噴水桿與清洗刷安裝在支架上，所述支架在伸縮驅動裝置的帶動下沿水平方向運動，所述噴水桿上設有朝向研磨頭頂面和側面的外周側噴嘴，所述旋轉驅動裝置帶動研磨頭旋轉或者帶動支架旋轉。