專利名稱：化學(xué)機(jī)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(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)是一個(gè)通過化學(xué)反應(yīng)過程和機(jī)械研磨過程共同作用的工藝。請(qǐng)參考圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，自端口 6流出的研磨液以一定的速率流到研磨墊3的表面，研磨頭5在半導(dǎo)體襯底4的背面施加一定的壓力，使得半導(dǎo)體襯底4的正面緊貼研磨墊3，研磨頭3帶動(dòng)半導(dǎo)體襯底4和研磨墊3同方向旋轉(zhuǎn)，使半導(dǎo)體襯底4的正面與研磨墊3產(chǎn)生機(jī)械摩擦。在研磨過程中通過一系列復(fù)雜的機(jī)械和化學(xué)作用去除半導(dǎo)體襯底4的表面的一層薄膜，從而達(dá)到半導(dǎo)體襯底4平坦化的目的。請(qǐng)參考圖2，為圖1所示的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝時(shí)，在研磨墊3和研磨頭5的半導(dǎo)體襯底4 (請(qǐng)結(jié)合圖1)之間進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，研磨液自端口 6流出，所述端口 6相對(duì)于研磨墊3和研磨頭5位置固定。由于在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中研磨墊3繞中心自轉(zhuǎn)，研磨墊3表面的研磨液受到離心力的影響會(huì)向研磨墊3的邊緣遷移。且越靠近研磨墊3的邊緣，研磨液的遷移速率越快。姚蔚峰等在《化學(xué)機(jī)械拋光墊溝槽形狀的研究及展望》中指出如果研磨液在研磨墊3向外遷移速率過快 ，會(huì)降低研磨液的利用率，導(dǎo)致研磨墊3和半導(dǎo)體襯底4 (參考圖1)的正面之間不能充分散熱而引起接觸點(diǎn)過熱，同時(shí)研磨液的分布均勻性也變差，引起研磨性能變差，從而對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨工藝造成負(fù)面影響。為提高研磨液的利用率，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)，請(qǐng)參考圖3所示的現(xiàn)有技術(shù)的又一實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械設(shè)備的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，研磨墊30和研磨頭50之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，端口 60相對(duì)研磨墊30和研磨頭50固定，在端口 60位于研磨墊30上方的部分設(shè)置了弧形出口 70，所述弧形出口 70上有多個(gè)研磨液流出孔(圖中未標(biāo)出)，該弧形出口 70能夠使研磨液在較短的遷移距離內(nèi)均勻地流入研磨頭50，同時(shí)也提高了研磨液的利用率。但是由于弧形出口 70的位置相對(duì)于研磨墊30和研磨頭50的位置是固定的，而在實(shí)際化學(xué)機(jī)械研磨過程中，研磨頭50除了進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)以外，與研磨墊30之間還會(huì)有相對(duì)的滑動(dòng)，這就意味著端口 60與研磨頭50的相對(duì)距離不可能保持不變。當(dāng)端口 60與研磨頭50距離最遠(yuǎn)時(shí)，研磨液遷移到研磨頭50的距離也最遠(yuǎn)，此時(shí)有更多的研磨液在到達(dá)研磨頭50之前背離心力甩出研磨墊30，造成更多的浪費(fèi)。因此，需要對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高研磨液的利用率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例解決的問題是提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，提高了研磨液利用率。
為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括:研磨墊、研磨頭和端口，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導(dǎo)體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述研磨頭能相對(duì)所述研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，所述相對(duì)滑動(dòng)方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導(dǎo)體襯底之間提供研磨液，所述端口能夠相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，該相對(duì)滑動(dòng)的方向平行于所述第一直線方向。可選地，所述端口與研磨頭一起相對(duì)于所述研磨墊進(jìn)行同步滑動(dòng)，所述端口與研磨墊之間的相對(duì)距離固定?？蛇x地，所述端口的遠(yuǎn)離研磨頭和研磨墊的一端設(shè)置有導(dǎo)軌，所述端口可沿所述導(dǎo)軌進(jìn)行滑動(dòng)，所述導(dǎo)軌的方向與所述第一直線方向平行。可選地，所述端口位于所述研磨墊的后方，所述后方為所述研磨頭與所述研磨墊之間的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的后方?？蛇x地，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出。可選地，所述弧形出口的形狀為圓弧形，所述弧形出口上設(shè)置有多個(gè)研磨液流出孔?？蛇x地，所述弧形出口的半徑不小于研磨頭半徑?？蛇x地，所述弧形出口的半徑為所述研磨頭半徑的1-1.5倍?？蛇x地，所述弧形出口中設(shè)置的研磨液流出孔的數(shù)目范圍為4-16個(gè)?？蛇x地，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米。與現(xiàn)有技術(shù)相 比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的端口能夠相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，該相對(duì)滑動(dòng)的方向與研磨頭相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)的方向平行，從而使得在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，所述端口與研磨頭之間的位置關(guān)系相對(duì)固定，從而兩者之間的距離相對(duì)固定，使得研磨液到達(dá)研磨頭下方的襯底之間的距離固定，更多的研磨液能夠到達(dá)半導(dǎo)體襯底表面，減小了研磨液在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中由端口遷移至半導(dǎo)體襯底過程中因?yàn)殡x心力而背離研磨墊的數(shù)量，提高了研磨液的利用率；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述端口位于所述研磨墊的后方，保證了研磨液能被研磨墊帶到研磨頭和研磨頭下方的半導(dǎo)體襯底表面；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出，從而有利于改善研磨液分布的均勻性；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述弧形出口中的研磨液流出孔的數(shù)目為4-16個(gè)，改善了研磨液的分布的均勻性；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米，保證了化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，端口與研磨頭之間同步滑動(dòng)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的又一實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括:研磨墊、研磨頭和端口，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導(dǎo)體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述研磨頭能相對(duì)所述研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，所述相對(duì)滑動(dòng)方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導(dǎo)體襯底之間提供研磨液，所述端口能夠相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，該相對(duì)滑動(dòng)的方向平行于所述第一直線方向。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，請(qǐng)參考圖4所示的本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。研磨墊100上方設(shè)置有研磨頭200,所述研磨頭200用于夾持半導(dǎo)體襯底(未圖不),在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中所述研磨頭200能夠與研磨墊100之間進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向如圖所示，作為一個(gè)實(shí)施例，所述研磨墊100和研磨頭200能夠沿逆時(shí)針方向進(jìn)行相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。所述研磨墊100和研磨頭200之間的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)使得研磨頭200上夾持的半導(dǎo)體襯底與研磨墊100之間形成相對(duì)摩擦。所述研磨頭200與研磨墊100之間還沿平行于第一直線方向的方向進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)。作為本本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，端口 300與研磨頭200 —起相對(duì)于所述研磨墊100進(jìn)行同步滑動(dòng)，所述端口 300與研磨墊100之間的相對(duì)距離固定。使得研磨液到達(dá)研磨頭200下方的半導(dǎo)體襯底之間的距離固定，更多的研磨液能夠到達(dá)半導(dǎo)體襯底表面，減小了研磨液在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中由端口 300遷移至半導(dǎo)體襯底過程中因?yàn)殡x心力而背離研磨墊100的數(shù)量，提高了研磨液的利用率。作為本發(fā)明的可選擇的實(shí)施例，所述端口 300的遠(yuǎn)離研磨頭200和研磨墊100的一端設(shè)置有導(dǎo)軌500，所述端口 300可沿所述導(dǎo)軌500進(jìn)行滑動(dòng)，所述導(dǎo)軌500的方向與所
述第一直線方向平行。 所述端口 300位于研磨墊100上方的一端具有弧形出口 400，研磨液自所述弧形出口 400流出。研磨液自所述弧形出口 400流出，從而有利于改善研磨液分布的均勻性。進(jìn)一步地，所述弧形出口 400的形狀為圓弧形，所述弧形出口上設(shè)置有多個(gè)研磨液流出孔。作為優(yōu)選的實(shí)施例，所述弧形出口 400中設(shè)置的研磨液流出孔的數(shù)目范圍為4-16個(gè)，這樣可保證研磨液均勻流出。本實(shí)施例中，所述弧形出口 400的半徑不小于研磨頭200的半徑，優(yōu)選地，所述弧形出口 400的半徑為所述研磨頭200半徑的1-1.5倍。所述端口 300與研磨頭200之間的距離范圍為5_15厘米。所述端口 300之間的距離為:端口 300的最靠近研磨頭200的一側(cè)與研磨頭200的朝向端口 300的一側(cè)之間的距離。本實(shí)施中，弧形出口 400與研磨頭200之間的距離為5-15厘米，能夠保證化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，端口 300以及弧形出口 400能夠與研磨頭200之間同步滑動(dòng)。綜上，本發(fā)明提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的端口能夠相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，該相對(duì)滑動(dòng)的方向與研磨頭相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)的方向平行，從而使得在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，所述端口與研磨頭之間的位置關(guān)系相對(duì)固定，從而兩者之間的距離相對(duì)固定，使得研磨液到達(dá)研磨頭下方的襯底之間的距離固定，更多的研磨液能夠到達(dá)半導(dǎo)體襯底表面，減小了研磨液在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中由端口遷移至半導(dǎo)體襯底過程中因?yàn)殡x心力而背離研磨墊的數(shù)量，提高了研磨液的利用率；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述端口位于所述研磨墊的后方，保證了研磨液能被研磨墊帶到研磨頭和研磨頭下方的半導(dǎo)體襯底表面；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出，從而有利于改善研磨液分布的均勻性；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述弧形出口中的研磨液流出孔的數(shù)目為4-16個(gè)，改善了研磨液的分布的均勻性；進(jìn)一步優(yōu)化地，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米，保證了化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，端口與研磨頭之間同步滑動(dòng)。雖然本發(fā)明己以較佳實(shí)施例披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動(dòng)與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求所限定的范 圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括:研磨墊、研磨頭和端口，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導(dǎo)體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述研磨頭能相對(duì)所述研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，所述相對(duì)滑動(dòng)方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導(dǎo)體襯底之間提供研磨液，其特征在于，所述端口能夠相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，該相對(duì)滑動(dòng)的方向平行于所述第一直線方向。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述端口與研磨頭一起相對(duì)于所述研磨墊進(jìn)行同步滑動(dòng)，所述端口與研磨墊之間的相對(duì)距離固定。
3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述端口的遠(yuǎn)離研磨頭和研磨墊的一端設(shè)置有導(dǎo)軌，所述端口可沿所述導(dǎo)軌進(jìn)行滑動(dòng)，所述導(dǎo)軌的方向與所述第一直線方向平行。
4.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述端口位于所述研磨墊的后方。
5.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述端口位于研磨墊上方的一端具有弧形出口，研磨液自所述弧形出口流出。
6.如權(quán)利要求5所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述弧形出口的形狀為圓弧形，所述弧形出 口上設(shè)置有多個(gè)研磨液流出孔。
7.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述弧形出口的半徑不小于研磨頭半徑。
8.如權(quán)利要求7所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述弧形出口的半徑為所述研磨頭半徑的1-1.5倍。
9.如權(quán)利要求6所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述弧形出口中設(shè)置的研磨液流出孔的數(shù)目范圍為4-16個(gè)。
10.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述端口與研磨頭之間的距離范圍為5-15厘米。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨墊、研磨頭和端口，在化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中，所述研磨頭夾持半導(dǎo)體襯底，所述研磨頭與研磨墊能夠進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述研磨頭能相對(duì)所述研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，所述相對(duì)滑動(dòng)方向平行于第一直線方向，所述端口用于在研磨墊和研磨頭上的半導(dǎo)體襯底之間提供研磨液，所述端口能夠相對(duì)研磨墊進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)，該相對(duì)滑動(dòng)的方向平行于所述第一直線方向。本發(fā)明提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，提高了研磨液利用率。
文檔編號(hào)B24B57/02GK103223638SQ201310156820
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)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(qǐng)人:上海華力微電子有限公司