本實用新型涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種化學(xué)機械研磨設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，半導(dǎo)體的制造工藝得到了飛速的發(fā)展，在半導(dǎo)體的制造流程中，一般需涉及化學(xué)機械研磨工藝(CMP)。化學(xué)機械研磨設(shè)備通常采用一研磨頭固定晶片，并通過所述研磨頭將所述晶片的待研磨面緊壓于研磨墊上，從而隨著晶片和研磨墊之間的先對運動，實現(xiàn)對晶片的研磨過程。

然而，在研磨的過程中，一般無法確保晶片上的每個區(qū)域的研磨速率均保持一致，使晶片的研磨均勻性較差，進而導(dǎo)致晶片上的部分區(qū)域產(chǎn)生研磨過度或研磨不足的問題。目前，針對晶片上部分區(qū)域研磨過度或研磨不足的問題，通常是通過對異常晶片進行重工(rework)處理，或者更換化學(xué)機械研磨設(shè)備中的部分零部件等方法，以改善對晶片的研磨均勻性，緩解晶片在研磨工藝后存在厚度不均的風(fēng)險，然而，這種方式必然會導(dǎo)致制造成本的增加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種化學(xué)機械研磨設(shè)備，以解決現(xiàn)有的化學(xué)機械研磨設(shè)備在對晶片進行研磨時發(fā)生研磨不均的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種化學(xué)機械研磨設(shè)備，用于對晶片進行化學(xué)機械研磨工藝，包括：一用于固定晶片的研磨臺；多個用于對晶片的待研磨面進行研磨的研磨頭，多個所述研磨頭中，至少兩個研磨頭的尺寸不同。

可選的，所述研磨頭為可旋轉(zhuǎn)研磨頭，在進行化學(xué)機械研磨的過程中，所述研磨頭與晶片接觸并發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

可選的，所述研磨頭為均可移動研磨頭，在進行化學(xué)機械研磨的過程中，所述研磨頭移動至晶片的待研磨區(qū)域。

可選的，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備還包括一研磨墊，在進行化學(xué)機械研磨的過程中，所述研磨墊貼附于所述研磨頭面對所述研磨臺的表面上，以用于對晶片的待研磨面進行研磨；

可選的，所述研磨頭在朝向所述研磨臺一側(cè)的表面為圓形。

可選的，多個所述研磨頭的直徑等倍增長。

可選的，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備包括三個所述研磨頭，一個研磨頭的直徑等于晶片的直徑，一個研磨頭的直徑等于晶片直徑的1/2，一個研磨頭的直徑等于晶片直徑的1/4。

可選的，所述研磨臺的臺面為圓形。

可選的，所述研磨臺的中心位置與位于所述研磨臺上的晶片的中心位置重合。

可選的，所述研磨臺為可旋轉(zhuǎn)研磨臺，其帶動晶片旋轉(zhuǎn)以執(zhí)行化學(xué)機械研磨工藝。

可選的，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備還包括一研磨液供給手臂，所述研磨液供給手臂在朝向所述研磨臺的一側(cè)上設(shè)置有噴嘴。

可選的，所述研磨液供給手臂為可移動手臂，所述研磨液供給手臂移動至所述研磨臺的上方以在化學(xué)機械研磨過程中提供研磨液。

在本實用新型提供的化學(xué)機械研磨設(shè)備中，晶片固定于研磨臺上，并設(shè)置多個研磨頭，所述研磨頭可對晶片施加一負(fù)載，進而實現(xiàn)對晶片進行研磨的目的。與現(xiàn)有的化學(xué)機械研磨設(shè)備相比，本實用新型采用了不同的研磨方式，使研磨頭的尺寸不會受到晶片尺寸的影響，進而可根據(jù)實際需求設(shè)置成相應(yīng)尺寸的研磨頭。即，多個研磨頭中可設(shè)置成多種尺寸，從而可針對晶片上的特定區(qū)域進行研磨，確保晶片上膜層的厚度均勻性，避免在化學(xué)機械研磨工藝中，晶片的部分區(qū)域出現(xiàn)研磨過度或研磨不足的問題。

附圖說明

圖1為一種化學(xué)機械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型一實施例中的化學(xué)機械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型一實施例中的化學(xué)機械研磨設(shè)備中三種尺寸的研磨頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如背景技術(shù)所述，在執(zhí)行化學(xué)機械過程中，研磨頭固定晶片并在朝向研磨臺的方向上對晶片施加一定的壓力，從而隨著研磨臺的旋轉(zhuǎn)，可通過位于研磨臺上的研磨墊對晶片進行研磨。具體可參考圖1所示，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備通常包括一用于承載研磨墊的研磨臺11和一研磨頭12。當(dāng)對晶片W進行研磨時，首先將待研磨的晶片W固定在研磨頭12上，使晶片W的待研磨面與旋轉(zhuǎn)的研磨墊對向配置，此時，在研磨墊上可提供由研磨粒和化學(xué)助劑所構(gòu)成的研漿(slurry)；接著，研磨頭12提供給晶片W可控制的負(fù)載如壓力，而將晶片W的待研磨面緊壓于研磨墊上，隨著晶片W與研磨墊之間的相對運動，以及研磨墊上研漿的噴灑，實現(xiàn)對晶片W的研磨，形成晶片平坦的表面。

然而，在這種研磨方式中，無法確保晶片上的每個區(qū)域的研磨速率均保持一致，例如晶片上的各個區(qū)域所承受到的壓力存在差異，進而會導(dǎo)致同一晶片上的部分區(qū)域過度研磨或研磨不足的問題。

為此，本實用新型提供了一種化學(xué)機械研磨設(shè)備，包括：一用于固定晶片的研磨臺；多個用于對晶片的待研磨面進行研磨的研磨頭，多個所述研磨頭中，至少兩個研磨頭的尺寸不同。

本實用新型提供的化學(xué)機械研磨設(shè)備中，采用研磨臺固定晶片，再通過研磨頭對晶片施加一定的負(fù)載(壓力)以對晶片進行研磨，從而可使研磨頭的尺寸不必受到晶片尺寸的限制，因此，可通過設(shè)置多種尺寸的研磨頭，進而可僅對晶片的部分區(qū)域進行研磨。如此一來，當(dāng)在化學(xué)機械研磨的過程中，晶片的研磨速率存在差異時，則可通過采用相應(yīng)尺寸的研磨頭對晶片的特定區(qū)域進行研磨，以確保完成研磨工藝之后的晶片的厚度均勻 性。

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的化學(xué)機械研磨設(shè)備作進一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。

圖2為本實用新型一實施例中的化學(xué)機械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備包括：一用于固定晶片的研磨臺110；多個用于對晶片W的待研磨面進行研磨的研磨頭120，多個所述研磨頭120中，至少兩個研磨頭120的尺寸不同。

在進行化學(xué)機械研磨的過程中，所述晶片W固定于研磨臺110上，研磨頭120對晶片W施加一壓力，以對晶片W進行研磨。其中，可通過改變研磨頭120對晶片W所施加的壓力大小，以調(diào)節(jié)晶片的研磨速率。進一步的，所述研磨頭120為可旋轉(zhuǎn)研磨頭，即，在研磨過程中，所述研磨頭120與晶片接觸并發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而在與晶片的接觸面上發(fā)生相對運動，實現(xiàn)對晶片進行研磨的目的。相應(yīng)的，可通過改變所述研磨頭120的旋轉(zhuǎn)速度，進而可對研磨速率進行調(diào)整。

本實施例中，所述研磨頭120在朝向所述研磨臺一側(cè)的表面為圓形，從而可設(shè)置多個不同直徑的研磨頭120，以根據(jù)實際的研磨需求，選擇相應(yīng)直徑的研磨頭120對晶片W進行研磨。例如，將多個所述研磨頭120的直徑以等倍增長的形式設(shè)置。圖3為本實用新型一實施例中的化學(xué)機械研磨設(shè)備中三種尺寸的研磨頭的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖3所示，本實施例中，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備包括三個所述研磨頭120，第一研磨頭120a的直徑等于晶片W的直徑，第二研磨頭120b的直徑等于晶片直徑的1/2，第三研磨頭120c的直徑等于晶片直徑的1/4。在實際的研磨過程中，可優(yōu)選采用第一研磨頭120a對這個晶片的表面進行研磨；接著，根據(jù)不同區(qū)域的研磨均勻性，采用更小尺寸的研磨頭120繼續(xù)對研磨不足的區(qū)域進行研磨。舉例說明，當(dāng)執(zhí)行一次化學(xué)機械研磨工藝后，由于晶片不同區(qū)域的研磨速率存在差異，使晶片的中心位置的膜層厚度達到預(yù)定厚度，而晶片邊緣的膜層厚度仍然過厚，此時，可采用第三研磨頭120c繼續(xù)對晶片的邊緣區(qū)域進行 研磨，避免晶片邊緣出現(xiàn)研磨不足的問題。本實施例中是以所述機械研磨設(shè)備具有3個研磨頭，3個研磨頭120的直徑等倍增長為例進行解釋說明的。然而，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，多個所述研磨頭120的直徑不限于以等倍增長的方式設(shè)置，還可根據(jù)實際需求相應(yīng)的設(shè)置；類似的，所述研磨頭的數(shù)量也不僅限于三個，其可以為兩個或者三個以上等，此處不做限定。此外，多個所述研磨頭120除了可以單獨使用外，還可以多個研磨頭120同時使用以對晶片進行研磨。

進一步的，所述研磨頭120均為可移動研磨頭，從而在進行化學(xué)機械研磨的過程中，所述研磨頭能夠移動至晶片的待研磨區(qū)域以對晶片進行研磨。需說明的是，此處所述的可移動研磨頭代表的是，所述研磨頭不僅可沿著相對于所述研磨臺110的方向上下移動，也可沿平行于研磨臺110臺面的方向上水平移動。也就是說，當(dāng)選用其中一個研磨頭120對晶片進行研磨時，可將其他的研磨頭120移出研磨臺110的上方區(qū)域，避免多個研磨頭120之間相互干擾；接著，被選用的研磨頭120向下移動至晶片W的表面并對晶片W施加一向下的作用力。

此外，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備還包括至少一研磨墊(圖中未示出)，在進行化學(xué)機械研磨的過程中，所述研磨墊貼附于所述研磨頭120面對所述研磨臺110的表面上，以用于對晶片W的待研磨面進行研磨。即，在進行化學(xué)機械研磨的過程中，貼附有研磨墊的研磨頭120對晶片施加一壓力，從而可通過研磨墊與晶片W之間的相對運動，以對晶片W進行研磨。相應(yīng)的，所述研磨墊與其貼附的研磨頭120的尺寸相匹配。

可選的，所述研磨臺110為可旋轉(zhuǎn)研磨臺，從而可帶動晶片W旋轉(zhuǎn)以執(zhí)行化學(xué)機械研磨工藝。即，本實施例中，采用研磨頭120對晶片W施加一壓力，并通過研磨臺110帶動晶片W旋轉(zhuǎn)，使晶片W與研磨臺110之間相對運動，進而到達對晶片進行研磨的目的。此外，如上所述，本實施例中，所述研磨頭120也為可旋轉(zhuǎn)研磨頭，也就是說，在研磨的過程中，研磨臺110帶動晶片W旋轉(zhuǎn)，同時研磨頭120也發(fā)生旋轉(zhuǎn)，從而可提高研磨頭120對晶片表面的相互作用，有效提高了研磨速率。繼續(xù)參考圖2所示，所述研磨臺110的臺面也可以為圓形。在進行化學(xué)機械研磨過程中， 待研磨的晶片W優(yōu)選放置于圓形臺面的中心位置，即使所述研磨臺120的中心位置與位于所述研磨臺120上的晶片W的中心位置重合，從而當(dāng)研磨臺120進行旋轉(zhuǎn)運動以晶片進行研磨時，可使晶片上的各個區(qū)域所受到的作用力更加均勻，提高其研磨均勻性。

繼續(xù)參考圖2所示，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備還包括一研磨液供給手臂130，所述研磨液供給手臂130在朝向所述研磨臺110的一側(cè)上設(shè)置有噴嘴(圖中未示出)，所述噴嘴可與研磨液的供應(yīng)裝置連接，以為化學(xué)機械研磨工藝提供研磨液。其中，所述研磨液供給手臂130也可以為可移動手臂，在執(zhí)行研磨的過程中，可將其移動至研磨臺110的上方，以便于提供研磨液；在完成研磨工藝或者研磨過程中不需用到研磨液時，可將所述研磨液供給手臂130移出研磨臺110的上方區(qū)域?？梢岳斫獾氖?，所述研磨液供給手臂130可沿著單軸方向移動，或者，也可以是繞著一固定支點旋轉(zhuǎn)移動，此處不做限制。

優(yōu)選的方案中，所述化學(xué)機械研磨設(shè)備中還包括一用于對晶片上膜層的厚度進行檢測的厚度檢測裝置(圖中未示出)，通過所述厚度檢測裝置以對晶片上的膜層厚度進行實時監(jiān)控，從而在化學(xué)機械研磨過程中，可根據(jù)所述厚度檢測裝置檢測出的膜層厚度，判定出化學(xué)機械研磨工藝的研磨終點。

綜上所述，本實用新型的化學(xué)機械研磨設(shè)備中，具有多個研磨頭，并且其中至少有兩個研磨頭的尺寸不同，從而當(dāng)同一晶片上的不同區(qū)域的厚度存在差異時，則可采用相應(yīng)尺寸的研磨頭對特定區(qū)域(厚度較厚的區(qū)域)進行研磨，提高研磨后的晶片的厚度均勻性，避免出現(xiàn)研磨不足或過度研磨的問題。此外，本實用新型中的采用研磨臺固定晶片，與現(xiàn)有的化學(xué)機械研磨設(shè)備相比，形成了兩種不用的研磨方式。

上述描述僅是對本實用新型較佳實施例的描述，并非對本實用新型范圍的任何限定，本實用新型領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)上述揭示內(nèi)容做的任何變更、修飾，均屬于權(quán)利要求書的保護范圍。