一种用于化学机械研磨设备的研磨头制造技术

本发明专利技术涉及一种用于化学机械研磨设备的研磨头，该研磨头通过在研磨头本体上设置与挡圈和隔膜之间的缝隙相连通的通孔，同时设置与所述通孔相连通的传输管道，使得研磨液从所述缝隙流出后能够均匀分布在晶圆表面，从而确保晶圆表面的平坦化。晶圆表面的平坦化。晶圆表面的平坦化。

【技术实现步骤摘要】
一种用于化学机械研磨设备的研磨头


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路制造设备
，具体涉及一种用于化学机械研磨设备的研磨头。

技术介绍

[0002]化学机械研磨(Chemical Mechanical Polish，CMP)是一种晶圆表面平坦化的精密加工技术。目前，主要由研磨液供应臂100将研磨液输送到位于研磨盘上表面的研磨垫300上，如图1所示。随着研磨盘的旋转，研磨液散开并经过研磨头200的挡圈底部的沟槽后与晶圆正面接触；同时研磨头200向晶圆施加压力，使得研磨液发挥研磨作用。
[0003]然而，从图1可以看出，在现有的化学机械研磨装置中，研磨头与研磨液供给管道是相互分离的，且研磨头和研磨液供给管道位于研磨垫的相对两侧，研磨液滴于研磨垫的一侧后，通过研磨平台旋转的离心力作用而逐渐分布在整个研磨垫表面。但是，这种化学机械研磨装置存在以下缺陷：研磨液通过离心力的作用在研磨垫表面分布的过程中，会产生分布不均的现象，从而影响到晶圆表面的研磨速率，最终导致对晶圆的平整性造成影响。
[0004]因此，需要开发一种能够使研磨液均匀分布在晶圆表面的研磨头。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，提供一种用于化学机械研磨设备的研磨头，该研磨头通过在研磨头本体上设置与挡圈和隔膜之间的缝隙相连通的通孔，并设置与所述通孔相连通的传输管道，使得所通入的研磨液能够从所述缝隙处直接滴落到晶圆附近的研磨垫上，并在研磨头和研磨盘作相对旋转的过程中均匀分布在晶圆表面，从而确保晶圆表面的平坦化。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种包括上述研磨头的化学机械研磨设备。
[0007]本专利技术的又一目的是提供一种向化学机械研磨设备的研磨垫上供应液体的方法。
[0008]为了实现以上目的，本专利技术提供如下技术方案。
[0009]一种用于化学机械研磨设备的研磨头，包括：
[0010]研磨头本体，所述研磨头本体设置有至少一个通孔，所述通孔具有出口端和入口端，入口端面位于所述研磨头本体的上表面，出口端面位于所述研磨头本体的下表面；
[0011]隔膜，设置在所述研磨头本体的下表面；
[0012]挡圈，套设在所述隔膜的外围，所述挡圈和隔膜之间存在缝隙，所述缝隙与所述通孔的出口端连通；以及
[0013]至少一条传输管道，所述传输管道具有输入端和输出端，每条所述传输管道的输出端一一对应地设置在每个所述通孔内部，并且所述传输管道由所述输出端向上延伸。
[0014]本专利技术还提供一种向化学机械研磨设备的研磨垫上供应液体的方法，包括：使用上述研磨头。
[0015]本专利技术还提供化学机械研磨设备，包括上述研磨头。
[0016]相比现有技术，本专利技术的有益效果：
[0017]1、本专利技术提供了一种用于化学机械研磨设备的研磨头，该研磨头通过在研磨头本体上设置与挡圈和隔膜之间的缝隙相连通的通孔，并设置与所述通孔相连通的传输管道，使得所通入的研磨液能够从所述缝隙处直接滴落到晶圆附近的研磨垫上，并在研磨头和研磨盘作相对旋转的过程中均匀分布在晶圆表面，从而确保晶圆表面的平坦化。
[0018]2.本专利技术的挡圈下表面平整光滑，没有凹槽，因此研磨液从挡圈和隔膜之间的缝隙流出后不会因研磨盘转动而被甩出，从而减少了研磨液的使用量，降低了生产成本。而现有技术中，由于研磨液供应臂设置于研磨头的外侧且研磨盘不停转动，因此由所述供应臂输送的大部分研磨液被研磨盘甩出，仅有小部分得到利用。
[0019]此外，相比现有的下表面开设有凹槽的挡圈，本专利技术的挡圈下表面平整光滑，因而与研磨垫的接触面积更大，使用寿命更长。
[0020]另外，本专利技术还省略了工艺复杂且精度要求高的挡圈机加工工艺，降低了生产成本。
附图说明
[0021]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
[0022]图1为现有的用于化学机械研磨设备的研磨头的结构示意图。
[0023]图2为本专利技术的一个示例性研磨头的局部结构示意图。
[0024]图3为本专利技术的另一示例性研磨头的局部结构示意图。
[0025]图4为本专利技术的又一示例性研磨头的局部结构示意图。
[0026]附图标记说明
[0027]100为研磨液供应臂，200为研磨头，300为研磨垫，400为研磨头本体，401为通孔，500为隔膜，600为挡圈，700为隔膜和挡圈之间的缝隙，800传输管道，900为驱动轴，1000为通道，1001为分流孔。
具体实施方式
[0028]以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
[0029]在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
[0030]在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元
件“下”。
[0031]下面将结合附图对本专利技术的挡圈作进一步说明。
[0032]图2给出了本专利技术的一个示例性研磨头的局部结构示意图。具体地，如图2所示，本专利技术的用于化学机械研磨设备的研磨头包括：研磨头本体400，研磨头本体400设置有至少一个通孔401，通孔401具有出口端和入口端，入口端面位于研磨头本体400的上表面，出口端面位于研磨头本体400的下表面；隔膜500，设置在研磨头本体400的下表面；挡圈600，套设在隔膜500的外围，挡圈600和隔膜500之间存在缝隙700，缝隙700与通孔401的出口端连通；以及至少一条传输管道800，传输管道800具有输入端和输出端，每条传输管道800的输出端一一对应地设置在每个通孔401内部，并且传输管道800由所述输出端向上延伸。
[0033]在本专利技术的一些具体实施方案中，如图2所示，所述研磨头还包括驱动轴900，驱动轴900设置有从上表面向下延伸的通道1000，并且通道1000的底部侧壁上设置有至少一个分流孔1001，每个分流孔1001一一对应地与每条传输管道800的输入端连通。
[0034]本专利技术将所有传输管道800与同一通道1000连通，可以实现液体的统一供应，无需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于化学机械研磨设备的研磨头，其特征在于，包括：研磨头本体，所述研磨头本体设置有至少一个通孔，所述通孔具有出口端和入口端，入口端面位于所述研磨头本体的上表面，出口端面位于所述研磨头本体的下表面；隔膜，设置在所述研磨头本体的下表面；挡圈，套设在所述隔膜的外围，所述挡圈和隔膜之间存在缝隙，所述缝隙与所述通孔的出口端连通；以及至少一条传输管道，所述传输管道具有输入端和输出端，每条所述传输管道的输出端一一对应地设置在每个所述通孔内部，并且所述传输管道由所述输出端向上延伸。2.根据权利要求1所述的研磨头，其特征在于，还包括驱动轴，所述驱动轴设置有从上表面向下延伸的通道，并且所述通道的底部侧壁上设置有至少一个分流孔，每个所述分流孔一一对应地与每条所述传输管道的输入端连通。3.根据权利要求1或2所述的研磨头，其特征在于，所述研磨头本体设置有多个对称设置的所述通孔，所述研磨头包括多条对称设置的所述传输管道。4.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：左少杰，李春龙，刘小俊，卓鸿俊，
申请(专利权)人：北京子牛亦东科技有限公司，
类型：发明
国别省市：