專利名稱：化學機械研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及化學機械研磨設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著半導體器件的特征尺寸不斷縮小，要求半導體器件之間連線的連線電阻也不斷減小，傳統(tǒng)的鋁布線已經(jīng)不能滿足性能要求。目前在先進工藝制程中后段金屬工藝布線材料已經(jīng)從原來的鋁改為銅。由于銅本身的特性不適合用干法刻蝕的方法形成布線層，因此只能采用所謂的“雙大馬士革”工藝實現(xiàn)金屬布線，即先在介質(zhì)層中刻蝕出下層金屬接觸孔和布線槽，然后用電鍍的方法在接觸孔和布線槽中電鍍上金屬銅，最后使用化學機械研磨(CMP)把電鍍在介質(zhì)層表面的多余的銅去除干凈。由于銅是一種非常活潑的金屬，如果在潮濕的環(huán)境里長時間暴露在空氣中，就極易與空氣發(fā)生一系列復(fù)雜的化學反應(yīng)，生成CuO，Cu20等副產(chǎn)物。同時產(chǎn)生各種缺陷如凹坑缺陷(crater defect)等。所述凹坑缺陷的原因是由于在進行化學機械研磨工藝過程中在不同研磨墊之間轉(zhuǎn)換時的等待時間有關(guān)。請參考圖1所示的現(xiàn)有的化學機械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。半導體設(shè)備包括噴淋頭清洗裝置(HCLU) 4、多個研磨墊和多個研磨頭，所述多個研磨墊分別是:第一研磨墊1，第二研磨墊2、第三研磨墊3，各個研磨墊以及研磨頭清洗裝置4的位置固定。所述多個研磨頭分別是:第一研磨頭11，位于第一研磨墊I上；第二研磨頭12，位于第二研磨墊2上；第三研磨頭13，位于第三研磨墊3上；第四研磨頭14，位于研磨頭清洗裝置4上?？蚣?5呈現(xiàn)十字狀，所述框架15具有在兩個垂直方向的兩個延伸段，連個延伸段交叉于框架中心16，該框架中心16能夠帶動框架15進行轉(zhuǎn)動。每個延伸段的兩端各固定一個研磨頭。各個研磨頭之間的相對位置關(guān)系不變，各個研磨頭在框架15的帶動下在各個研磨墊之間移動，所述框架15能以框架的中心。在進行化學機械研磨工藝時，第一研磨頭11、第二研磨頭12和第三研磨頭13分別位于第一研磨墊1、第二研磨墊2、第三研磨墊3上，而所述研磨頭清洗裝置4對第四研磨頭14進行清洗。當位于第一研磨墊I的半導體襯底研磨完畢，在框架15沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)，至將第一研磨頭11以及該第一研磨頭11上的半導體襯底放置于第二研磨墊2，第二研磨頭12和第三研磨頭13分別移動至第三研磨墊3和研磨頭清洗裝置4上方，此時原本位于，噴淋頭清洗裝置4上方的第四研磨頭14攜帶新待研磨的半導體襯底至第一研磨墊I進行化學機械研磨。通常情況下，每個半導體襯底都需依次經(jīng)過3個研磨墊進行研磨。其中第一研磨墊I 一般為粗磨，即以較高的研磨速率去除介質(zhì)層表面的大部分銅；第二研磨墊2為精磨階段，用較低的研磨速率研磨剩余的銅直至阻擋層金屬；第三研磨墊3則是研磨阻擋層金屬，確保介質(zhì)層表面不會有金屬殘留。一 般情況下第一研磨墊I和第二研磨墊2的研磨量較大，研磨時間會比較長。而第三研磨墊3的研磨時間則相對較短。如果使用現(xiàn)有銅化學機械研磨設(shè)備，就會產(chǎn)生一個問題:當?shù)谌心|3的半導體襯底已經(jīng)研磨完畢時，第一研磨墊I和第二研磨墊2上的半導體襯底還沒研磨完畢。而受限于設(shè)備的限制，第三研磨墊3上得半導體襯底不能立刻轉(zhuǎn)到研磨頭清洗裝置4，然后傳輸?shù)角逑床矍逑?，而只能等第一研磨墊I和第二研磨墊2上的半導體襯底都研磨完畢后才能進行轉(zhuǎn)移。如前所述，在研磨墊轉(zhuǎn)換時的等待時間如果過長，會造成半導體襯底上缺陷增多。因此，需要對現(xiàn)有的化學機械研磨設(shè)備進行改進，減少研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時間，減少半導體襯底由于等待引起的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供新的化學機械研磨設(shè)備，減少了研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時間，減少半導體襯底由于等待引起的缺陷。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學機械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個研磨墊、多個研磨頭，還包括:環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個研磨墊之間進行獨立運動。 可選地，所述框架跨越每個研磨墊以及研磨頭清洗裝置?？蛇x地，所述研磨頭沿環(huán)形框架進行順時針方向運動或逆時針方向運動?？蛇x地，所述研磨墊的數(shù)目為3個，研磨頭的數(shù)目為4個。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:本發(fā)明提供的化學機械研磨設(shè)備，采用環(huán)形框架，研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個研磨墊之間進行獨立運動，本發(fā)明能減少研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時間，減少半導體襯底由于等待引起的缺陷。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的化學機械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個實施例的化學機械設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于研磨頭在不同的研磨墊之間轉(zhuǎn)換需要等待，該等待會引起半導體襯底上缺陷。為了減小研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時間，減少半導體襯底由于等待引起的缺陷，本發(fā)明提供一種化學機械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個研磨墊、多個研磨頭，還包括:環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個研磨墊之間進行獨立運動。下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細的說明。為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，請結(jié)合圖2所示的本發(fā)明一個技術(shù)方案的化學機械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。作為一個實施例，化學機械研磨設(shè)備包括3個研磨墊、4個研磨頭和I個研磨頭清洗裝置400，所述研磨墊分別是:第一研磨墊100，第二研磨墊200、第三研磨墊300，各個研磨墊以及研磨頭清洗裝置400的位置固定。所述多個研磨頭分別是:第一研磨頭110，位于第一研磨墊100上；第二研磨墊120，位于第二研磨墊200上；第三 研磨頭130，位于第三研磨頭300上；第四研磨頭140，位于研磨頭清洗裝置400上。
環(huán)形框架150用于放置研磨頭，并且使得研磨頭在各個研磨墊之間進行獨立運動。在進行化學機械研磨工藝時，第一研磨頭110、第二研磨頭120和第三研磨頭130分別位于第一研磨墊100、第二研磨墊200、第三研磨墊300上，各個研磨頭和研磨墊之間進行相對運動，對半導體襯底進行研磨。所述研磨頭清洗裝置400對第四研磨頭140進行清洗。所述環(huán)形框架150跨越各個研磨墊以及研磨頭清洗裝置400，以保證研磨頭沿著該環(huán)形框架150能夠移動至各個研磨墊和研磨頭清洗裝置400上。各個研磨頭能夠沿環(huán)形框架進行順時針方向運動或逆時針方向運動。當某一研磨頭上的半導體襯底在研磨墊上的研磨工藝結(jié)束后，無需等待，該研磨頭可直接沿環(huán)形框架150進行順時針或逆時針運動，攜帶半導體襯底至下一研磨步驟對應(yīng)的研磨墊前方的環(huán)形框架處。綜上，本發(fā)明提供的化學機械研磨設(shè)備，采用環(huán)形框架，研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個研磨墊之間進行獨立運動，本發(fā)明能減少研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時間，減少半導體襯底由于等待引起的缺陷。因此，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作 的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種化學機械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個研磨墊、多個研磨頭，其特征在于，還包括:環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個研磨墊之間進行獨立運動。
2.如權(quán)利要求1所述的化學機械研磨設(shè)備，其特征在于，所述框架跨越每個研磨墊以及研磨頭清洗裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的化學機械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨頭沿環(huán)形框架進行順時針方向運動或逆時針方向運動。
4.如權(quán)利要求1所述的化學機械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨墊的數(shù)目為3個，研磨頭的數(shù)目 為4個。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學機械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個研磨墊、多個研磨頭，還包括環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個研磨墊之間進行獨立運動。本發(fā)明減少了研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時間，減少半導體襯底由于等待引起的缺陷。
文檔編號B24B37/34GK103223637SQ201310156158
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者鄧鐳 申請人:上海華力微電子有限公司