化学机械研磨机台制造技术

本实用新型专利技术提供一种化学机械研磨机台，包括研磨台、研磨垫、研磨液输送装置、研磨头装置以及研磨头清洗及晶圆装卸单元，所述研磨头装置设置有红外发射器，所述研磨头清洗及晶圆装卸单元设有与红外发射器相对应的所述校准测试用标记，当红外发射器发射的红外光线照射到校准测试用标记上时，研磨头装置与研磨头清洗及晶圆装卸单元对准。通过红外发射器和校准测试用标记点对点的位置校准，非常直观、简便的去校准研磨头装置至研磨头清洗及晶圆装卸单元的位置，可以最大程度的保证研磨头装置至研磨头清洗及晶圆装卸单元的位置不存在偏差，大大提升了化学机械研磨机台的装机与修机效率，从而保证化学机械研磨机台的正常工作以及产品质量。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种化学机械研磨机台。
技术介绍
晶圆制造中，随着制程技术的升级、导线与栅极尺寸的缩小，光刻(Lithography)技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越来越高。化学机械研磨或化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，以下简称CMP)是目前机械加工中唯一可以实现表面全局平坦化的技术，其综合了化学腐蚀作用和机械去除作用。化学机械研磨技术综合了化学研磨和机械研磨的优势。单纯的化学研磨，表面精度较高，损伤低，完整性好，不容易出现表面/亚表面损伤，但是研磨速率较慢，材料去除效率较低，不能修正表面型面精度，研磨一致性比较差。单纯的机械研磨，研磨一致性好，表面平整度高，研磨效率高，但是容易出现表面层/亚表面层损伤，表面粗糙度值比较低。化学机械研磨吸收了两者各自的优点，可以在保证材料去除效率的同时，获得较完美的表面，得到的平整度比单纯使用这两种研磨要高出1-2个数量级，并且可以实现纳米级到原子级的表面粗糙度。上述化学机械研磨技术CMP的实施须依赖于大型的操作机台即化学机械研磨机台比如应用材料公司(AppliedMaterials Inc，以下简称AMAT)LK机台。图1显示一种传统CMP装置90，包括:研磨头polish head、研磨台(未图示)、研磨垫(Pad，未图示)、研磨头清洗及晶圆装卸单元(head clean load/unload，以下简称HCLU)，研磨台上固定有研磨垫，研磨头清洗及晶圆装卸单元HCLU设置在研磨台上，包括加载杯clean cup通过设置于中心、用气缸驱动的升降台，将晶圆加载至研磨垫上与从研磨垫上将晶圆载出。现有的CMP工艺研磨过程一般是:研磨头吸取住晶圆且对晶圆朝向研磨垫的表面加压，同时研磨液(slurry)在研磨垫和晶圆之间流动，在研磨垫的高速旋转下，研磨液slurry与晶圆表面发生摩擦从而起到研磨、表面平坦的效果。目前的CMP机台端还未有任何装置可以校准polish head至HCLU的位置，技术人员只能借助内六角扳手等小工具，通过手动量测、肉眼去比对的方式来校准，该校准过程一般是:首先将 polish cross head 旋转至 HCLU(HCLU:head load/unload wafer 组件)上方，将HCLU上升至中间位置，用内六角扳手去比对polish head与HCLU之间的间隙大小，哪边间隙大了就将polish head向该方向进行微调，直至polish head外围一圈与HCLU之间的间隙大小均衡时，即可判断polish head至HCLU位置校准完成。这种校准方式下，在校准该位置时完全没有任何标准，只能是去凭借个人的工作经验去调整着polish head至HCLU的位置。由于每个技术人员工程师在校准polish head至HCLU位置时都存在着较大的差异，以至于每个CMP机台的polish head至HCLU的位置都存在着各自的差异，特别是一些工作经验比较少的技术人员工程师在校准head至HCLU位置时容易产生偏差，导致发生HCLU在载入晶圆或者载出晶圆时出现晶圆载入/载出失败的误报警现象，以及晶圆加载不到位而使得晶圆在研磨过程中出现滑片或者研磨质量不高的问题，严重影响了 CMP机台的跑货产能以及产品质量。因此，需要一种新的CMP研磨机台，以避免上述缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种化学机械研磨机台，能够非常直观、简便的去校准研磨头至研磨头清洗及晶圆装卸单元的位置，大大提升了 CMP机台的装机与修机效率，保证化学机械研磨机台的正常工作以及产品质量。为解决上述问题，本技术提供一种化学机械研磨机台，包括:研磨台，以一方向旋转；研磨垫，设于所述研磨台上；研磨液输送装置，置于所述研磨垫上方而未与研磨垫相接触并输送研磨液至所述研磨垫上；研磨头装置，设置在研磨台上方，用于在研磨过程中吸取住晶圆且对晶圆朝向研磨垫的表面加压，包括用于与下述的研磨头清洗及晶圆装卸单元位置对准的红外发射器；研磨头清洗及晶圆装卸单元，设置在研磨台上，将待研磨晶圆加载至研磨垫上与从研磨垫上将晶圆载出，所述研磨头清洗及晶圆装卸单元的上表面设有用于研磨头清洗及晶圆装卸单元与研磨头装置进行位置对准的校准测试用标记，研磨头清洗及晶圆装卸单元处于与研磨头装置对准的位置时，所述红外发射器的红外线照射到所述校准测试用标记。进一步的，所述红外发射器至少包括一个设置在研磨头装置朝向研磨台的表面中心位置的红外发射器，所述校准测试用标记包括至少一个设置在所述研磨头清洗及晶圆装卸单元的中心位置的标记。进一步的，所述校准测试用标记为红色圆圈。进一步的，所述化学机械研磨机台还包括放置在所述研磨头清洗及晶圆装卸单元上且与所述研磨头装置对准的校准测试用晶圆，所述校准测试用晶圆的中心设置有所述校准测试用标记。进一步的，所述研磨头清洗及晶圆装卸单元包括加载杯，所述加载杯设置于其中心位置的升降台，将待研磨晶圆加载至研磨垫上与从研磨垫上将晶圆载出，所述校准测试用标记设置在所述加载杯的中心或升降台的中心。进一步的，所述化学机械研磨机台还包括:红外接收器，设置在所述校准测试用标记处，用于接收所述红外发射器的红外线，并根据接收红外线的强度确定红外发射器的红外线照射到所述校准测试用标记。进一步的，所述化学机械研磨机台还包括:研磨垫调节器，置于所述研磨垫上，用于刮平所述研磨垫的表面且去除研磨垫上的杂质。进一步的，所述化学机械研磨机台还包括:去离子水自动清洗装置，对准研磨垫设置，用于自动清洗研磨垫。进一步的，所述化学机械研磨机台还包括设置于研磨头装置上的固定环，所述固定环在晶圆研磨时，与研磨垫相接触。进一步的，所述研磨垫为多个。与现有技术相比，本技术提供的化学机械研磨台，包括研磨台、研磨垫、研磨液输送装置、研磨头装置以及研磨头清洗及晶圆装卸单元，所述研磨头装置设置有红外发射器，所述研磨头清洗及晶圆装卸单元设有与红外发射器相对应的所述校准测试用标记，当红外发射器发射的红外光线照射到校准测试用标记上时，研磨头装置与研磨头清洗及晶圆装卸单元对准。通过红外发射器和校准测试用标记点对点的位置校准，非常直观、简便的去校准polish head至HCLU的位置，可以最大程度的保证polish head至HCLU的位置不存在偏差，大大提升了 CMP机台的装机与修机效率，从而保证化学机械研磨机台的正常工作以及产品质量。【附图说明】图1为现有技术中的一种化学机械研磨机台的交错底盖板部分的结构示意图；图2为本技术具体实施例的化学机械研磨机台的结构示意图；图3为本技术具体实施例的红外发射器与研磨头装置的安装示意图；图4为本技术具体实施例的红外发射器、校准测试用标记与研磨头装置、HCLU的安装示意图。【具体实施方式】本技术的特征在于，对原来的化学机械研磨机台进行改装，在研磨头装置上增加用于校准的红外发射器，在HCLU上设置校准测试用标记，通过移动研磨头装置，当红外发射器上发射出的红外线对射到校准测试用标记的中心点位置时，便完成了对研磨头装置至HCLU的位置校准。由于研磨头装置与HCLU都是同心圆的结构，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学机械研磨机台，其特征在于，包括：研磨台，以一方向旋转；研磨垫，设于所述研磨台上；研磨液输送装置，置于所述研磨垫上方而未与研磨垫相接触并输送研磨液至所述研磨垫上；研磨头装置，设置在研磨台上方，用于在研磨过程中吸取住晶圆且对晶圆朝向研磨垫的表面加压，包括用于与下述的研磨头清洗及晶圆装卸单元位置对准的红外发射器；研磨头清洗及晶圆装卸单元，设置在研磨台上，将待研磨晶圆加载至研磨垫上与从研磨垫上将晶圆载出，所述研磨头清洗及晶圆装卸单元上表面设有用于研磨头清洗及晶圆装卸单元与研磨头装置进行位置对准的校准测试用标记，研磨头清洗及晶圆装卸单元处于与研磨头装置对准的位置时，所述红外发射器的红外线照射到所述校准测试用标记。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋恺，张弢，蒋德念，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31