研磨装置制造方法及图纸

技术编号:7652092 阅读:174 留言:0更新日期:2012-08-05 23:17
本实用新型专利技术的研磨装置包括晶圆吸附器、研磨垫吸附器、条形研磨垫和研磨液供应器;所述晶圆吸附器吸附待研磨晶圆,并使所述待研磨晶圆的待研磨面朝上;所述研磨垫吸附器吸附所述条形研磨垫,并将所述条形研磨垫压在所述待研磨晶圆的待研磨面上;所述研磨液供应器向所述待研磨晶圆的待研磨面喷射研磨液。本实用新型专利技术的研磨装置成本低、研磨效果均一,特别适用于大尺寸晶圆。(*该技术在2021年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体制造领域,尤其涉及ー种研磨装置
技术介绍
化学机械平坦化(chemical mechanical polish, CMP)技术是半导体制造业中常用的平坦化技木。图I所示为现有技术中适用于直 径为200mm和300mm的晶圆的化学机械研磨装置,所述研磨装置包括研磨平台(platen)、粘附于所述研磨平台上的研磨垫(pad) 11、研磨头(polishing head) 12、研磨液喷嘴(slurry nozzle) 13和研磨垫修整器(dresserノ14。进行化学机械研磨时,所述研磨平台旋转,带动所述研磨垫11 一起旋转,所述研磨液喷嘴13向所述研磨垫11喷射研磨液,并通过所述研磨垫11旋转产生的离心カ使所述研磨液均匀地分布在所述研磨垫11上,所述研磨头12吸附住要研磨的晶圆(未图示),并将所述晶圆的待研磨面压在所述研磨垫11的研磨表面上,所述研磨头12带动所述晶圆一起旋转,通过所述晶圆的待研磨面与所述研磨垫11的研磨表面之间的相对运动将所述晶圆的待研磨面平坦化。在研磨过程中,所述研磨垫11的研磨表面上会堆积晶圆被磨除的物质以及研磨液中的研磨颗粒,这些微粒子将填满、堵塞研磨表面上的微孔洞,使所述研磨垫11的研磨能力下降,另外,研磨一些晶圆之后,所述研磨垫11的研磨表面会变得平坦和光滑,这种光滑表面的研磨垫不能保持研磨液,会显著降低研磨速率,所述研磨垫修整器14用于修复研磨垫11的研磨表面。所述研磨垫修整器14压在所述研磨垫11的研磨表面上并旋转,在所述研磨垫11的研磨表面上产生切削力,使所述研磨垫11的研磨表面重新回复到较理想的状态。现有技术中研磨液先喷射在所述晶圆未覆盖的研磨垫上,再通过离心力的作用流到所述晶圆覆盖的研磨垫上,即所述研磨液喷嘴13喷射出的研磨液有一部分不能用于研磨,造成一定浪费;另外,所述研磨垫11使用一段时间后其效能会下降,虽然有研磨垫修整器14对其进行修整,但是仍然不可能恢复如初,即研磨順序不同,研磨效果不同。随着晶圆尺寸不断増大,直径450mm以上的晶圆逐渐成为半导体行业的主流,现有技术的研磨装置要适应大尺寸晶圆,其尺寸就必须増大,即研磨头12、研磨平台和研磨垫11的尺寸都必须増大,这就带来一些问题研磨平台的尺寸増大,其旋转时的稳定性难以控制;研磨垫11的尺寸増大,研磨液流经的路线增长,造成的浪费越大。因此,通过增大现有技术的研磨装置的尺寸来适应晶圆尺寸的増大是不理想的。
技术实现思路
本技术的目的在于提供ー种研磨装置,成本低、研磨效果均一,特别适用于大尺寸晶圆。为了达到上述的目的,本技术提供ー种研磨装置,包括晶圆吸附器、研磨垫吸附器、条形研磨垫和研磨液供应器;所述晶圆吸附器吸附待研磨晶圆,并使所述待研磨晶圆的待研磨面朝上;所述研磨垫吸附器吸附所述条形研磨垫,并将所述条形研磨垫压在所述待研磨晶圆的待研磨面上;所述研磨液供应器向所述待研磨晶圆的待研磨面喷射研磨液。上述研磨装置,其中,所述研磨垫吸附器包括壳体、铁芯、线圈、第一机械臂和第二机械臂;所述 铁芯和线圈设置于所述壳体内,所述线圈缠绕在所述铁芯上,且所述线圈的一端形成正极端,所述线圈的另一端形成负极端;所述壳体靠近晶圆吸附器的一端形成吸附所述条形研磨垫的吸附面;所述第一机械臂和第二机械臂分别设置在所述壳体沿长度方向的两侧,且与所述壳体连接;所述条形研磨垫包括研磨层和铁磁层,所述研磨层的ー表面为研磨面,所述铁磁层设置在所述研磨层的另一表面上。上述研磨装置,其中,所述条形研磨垫的宽度为O. 5 10cm。上述研磨装置,其中,所述晶圆吸附器包括本体、膜、定位环和支撑杆;所述本体内设有气体通道,通过所述气体通道抽真空产生负压力,吸附所述待研磨晶圆;所述膜设置于所述本体的一端,所述待研磨晶圆吸附在所述膜上;所述定位环设置于所述本体设有膜的一端,且环绕所述膜;所述支撑杆与所述本体的另一端连接。上述研磨装置,其中,所述研磨液供应器包括输送管、排液管、多个喷嘴和流量阀;所述输送管的一端连接所述流量阀,所述输送管的另一端与所述排液管连接;所述多个喷嘴设置在所述排液管上,沿所述排液管的长度方向呈直线排列。上述研磨装置,其中,任意相邻两个所述喷嘴之间的间距相等;所述多个喷嘴排列形成的直线正对所述待研磨晶圆的直径。上述研磨装置,其中,所述输送管包括多路输送管道,各路所述输送管道分别连接一流量阀或者共同连接一流量阀,各路所述输送管道均与所述排液管连接。上述研磨装置,其中,所述研磨装置还包括第一导轨和第二导轨,所述第一导轨和第二导轨分别设置于所述晶圆吸附器的两侧,且相互平行,在研磨制程中,所述条形研磨垫的两端分别置于所述第一导轨和第二导轨上。上述研磨装置,其中,所述研磨装置还包括研磨垫存放器和研磨垫收集器,所述研磨垫存放器和研磨垫收集器位于所述第一导轨和第二导轨的一端,设置于所述研磨垫吸附器方便取、放条形研磨垫的位置。上述研磨装置,其中,所述研磨垫存放器为一端开ロ的箱体,所述研磨垫存放器的两相对侧壁的内表面上各设有多个夹片,所述夹片与侧壁活动连接,两相对侧壁上的夹片一一对应,所述条形研磨垫置于所述研磨垫存放器内时,两相对侧壁上各有ー个夹片分别夹住所述条形研磨垫的两端。上述研磨装置,其中,所述研磨垫收集器为一端开ロ的箱体。本实施例的研磨装置使用条形研磨垫,利用条形研磨垫的往复平移运动来对整个晶圆的待研磨面进行研磨,可大大缩小研磨垫的面积(即尺寸),因此,用于吸附研磨垫的研磨垫吸附器的尺寸也较小,容易控制;研磨液供应器供应的研磨液直接射向晶圆的待研磨面,可避免浪费研磨液;每研磨完一片晶圆,条形研磨垫就更换一次,不仅可使每片晶圆的研磨效果相同,而且所述研磨装置不再需要研磨垫修整器,有利于降低了成本。附图说明本技术的研磨装置由以下的实施例及附图给出。图I是现有技术的研磨装置的俯视图。图2是本技术实施例一的研磨装置的侧视图。图3是本技术中研磨垫吸附器吸附条形研磨垫的示意图。图4是本技术中条形研磨垫脱离研磨垫吸附器时的示意图。图5是本技术中输送管的示意图。图6是本技术实施例ニ的研磨装置的附视图。图7是本技术实施例三的研磨装置的附视图。图8是本技术实施例三中研磨垫存放器的示意图。图9是本技术实施例三中研磨垫收集器的示意图。具体实施方式以下将结合图2 图9对本技术的研磨装置作进ー步的详细描述。实施例一參见图2,本实施例的研磨装置包括晶圆吸附器200、研磨垫吸附器300、条形研磨垫400和研磨液供应器500 ;所述晶圆吸附器200用于吸附待研磨晶圆600,并使所述待研磨晶圆600的待研磨面朝上,所述晶圆吸附器200可带动所述待研磨晶圆600旋转;所述研磨垫吸附器300用于吸附所述条形研磨垫400,并将所述条形研磨垫400压在所述待研磨晶圆600的待研磨面上,所述研磨垫吸附器300可带动所述条形研磨垫400在所述待研磨晶圆600的待研磨面上作往复平移运动;本实施例中,研磨好一片晶圆,所述条形研磨垫400需更换一次,即所述条形研磨垫400为一次性研磨垫;所述研磨液供应器500向所述待研磨晶圆600的待研磨面喷射研磨液。本实施例的研磨装置使用条形研磨垫,利用条形研磨垫的往复平移运动来对整个晶本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈枫
申请(专利权)人:中芯国际集成电路制造上海有限公司
类型:实用新型
国别省市:

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