研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，研磨頭的上方設(shè)置有一擋板，其中，研磨頭清洗裝置包括研磨頭清洗及硅片裝卸單元和霧化器；研磨頭清洗及硅片裝卸單元具有多個(gè)第一噴嘴，研磨頭清洗及硅片裝卸單元通過多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清洗液，研磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)研磨頭；霧化器具有至少一個(gè)噴頭，霧化器通過噴頭噴射出霧氣，霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)擋板。在本實(shí)用新型提供的研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，在研磨頭清洗裝置中增設(shè)一霧化器，霧化器能夠在研磨頭清洗過程中噴射出霧氣以增加濕度，防止化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的擋板上所殘留的研磨液產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)而避免產(chǎn)生顆粒。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及化學(xué)機(jī)械研磨【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種研磨頭清洗裝置和包括所 述研磨頭清洗裝置的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。 研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] 化學(xué)機(jī)械研磨（chemical mechanical polishing,簡(jiǎn)稱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，通過化學(xué)機(jī)械研磨能夠去除晶圓表面的薄膜，達(dá)到 晶圓平坦化的目的，因此普遍應(yīng)用于半導(dǎo)體晶圓的制造中。
[0003] 請(qǐng)參考圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，現(xiàn)有 的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備100包括研磨裝置110,所述研磨裝置110包括研磨墊111和研磨頭 112,所述研磨頭112能夠移動(dòng)位置。進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)，晶圓101固定在研磨頭112上， 研磨頭112施加一定的壓力使得晶圓101緊貼研磨墊111，同時(shí)研磨頭112帶動(dòng)晶圓101和 研磨墊111同向旋轉(zhuǎn)，使得晶圓101與研磨墊111產(chǎn)生機(jī)械摩擦。與此同時(shí)，研磨液通過研 磨液供給管路流在研磨墊111上，在研磨過程中起到潤滑作用，并與所研磨的晶圓101發(fā)生 適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，提高研磨速度。為了防止研磨墊111上方的顆粒（Particle)直接落到研 磨墊111影響研磨質(zhì)量，研磨頭112的上方通常設(shè)置有一擋板113,所述擋板113與研磨頭 112固定，且所述擋板113的下表面正對(duì)著研磨墊111。
[0004] 請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備100還包括研磨墊清洗裝置（圖中未 示出）和研磨頭清洗裝置120,研磨結(jié)束后通過研磨墊清洗裝置對(duì)所述研磨墊111進(jìn)行清 洗，此時(shí)研磨頭112及擋板113仍位于所述研磨墊111的上方，研磨墊清洗結(jié)束之后，所述 研磨頭112帶著擋板113移動(dòng)到所述研磨頭清洗裝置120的上方進(jìn)行研磨頭清洗。目前所 述研磨頭清洗裝置120 -般采用研磨頭清洗及娃片裝卸單元（Head Clean Load/Unload，簡(jiǎn) 稱HCLU)。所述研磨墊清洗裝置和研磨頭清洗裝置120均能夠噴射高壓水，分別射向研磨墊 111和研磨頭112以去除剩余的研磨液。
[0005] 然而，在利用高壓水沖洗研磨墊111的過程中，部分研磨液被濺到擋板113的下表 面上，擋板113的下表面所殘留的研磨液若不及時(shí)清除會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶非常容易掉落在 研磨墊111上產(chǎn)生顆粒，進(jìn)而造成晶圓劃傷。
[0006] 基此，如何防止化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的擋板上所殘留的研磨液產(chǎn)生結(jié)晶，進(jìn)而產(chǎn)生 顆粒劃傷晶圓的問題成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的一個(gè)技術(shù)問題。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0007] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備以解決現(xiàn) 有技術(shù)中化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的擋板上所殘留的研磨液產(chǎn)生結(jié)晶，進(jìn)而產(chǎn)生顆粒劃傷晶圓的 問題。
[0008] 為解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種研磨頭清洗裝置，所述研磨頭清洗裝置包 括研磨頭清洗及硅片裝卸單元和霧化器；所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元具有多個(gè)第一噴 嘴，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元通過所述多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清洗液，所述研 磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)所述研磨頭；所述霧化器具有至少一個(gè)噴頭，所述霧化器通過 所述噴頭噴射出霧氣，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板。
[0009] 可選的，在所述的研磨頭清洗裝置中，所述霧化器與所述研磨頭清洗及硅片裝卸 單元的距離小于50cm。
[0010] 可選的，在所述的研磨頭清洗裝置中，所述擋板的下表面與所述研磨頭的下表面 相互平行。
[0011] 可選的，在所述的研磨頭清洗裝置中，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元包括第一 管道，所述第一管道與所述多個(gè)第一噴嘴連接。
[0012] 可選的，在所述的研磨頭清洗裝置中，所述霧化器采用的材料為高分子材料。
[0013] 本實(shí)用新型還提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括：研磨裝 置和如上所述的研磨頭清洗裝置；所述研磨裝置包括研磨墊、研磨頭和擋板，所述研磨頭位 于所述研磨墊和研磨頭清洗裝置的上方，所述擋板設(shè)置于所述研磨頭的上方并與所述研磨 頭固定；所述研磨頭清洗裝置包括研磨頭清洗及硅片裝卸單元和霧化器；所述研磨頭清洗 及硅片裝卸單元具有多個(gè)第一噴嘴，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元通過所述多個(gè)第一噴 嘴噴射出研磨頭清洗液，所述研磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)所述研磨頭；所述霧化器具有 至少一個(gè)噴頭，所述霧化器通過所述噴頭噴射出霧氣，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板。
[0014] 可選的，在所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，所述霧化器與所述研磨頭清洗及硅片裝 卸單元的距離小于50cm。
[0015] 可選的，在所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，所述擋板的下表面與所述研磨頭的下表 面相互平行。
[0016] 可選的，在所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元包括第 一管道，所述第一管道與所述多個(gè)第一噴嘴連接。
[0017] 可選的，在所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，所述霧化器采用的材料為高分子材料。
[0018] 可選的，在所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，還包括研磨墊清洗裝置；所述研磨墊清洗 裝置具有第二管道和多個(gè)與所述第二管道連接的第二噴嘴，所述研磨墊清洗裝置通過所述 多個(gè)第二噴嘴噴射出研磨墊清洗液。
[0019] 在本實(shí)用新型提供的研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中，在所述研磨頭清洗 裝置中增設(shè)一霧化器，所述霧化器能夠在研磨頭清洗過程中噴射出霧氣以增加濕度，防止 所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的擋板上所殘留的研磨液產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)而避免產(chǎn)生顆粒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2是本實(shí)用新型實(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)施方式】
[0022] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型提出的研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研 磨設(shè)備作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清 楚。需說明的是，附圖均采用非常簡(jiǎn)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(shí)用新型實(shí)施例的目的。
[0023] 請(qǐng)參考圖2,其為本實(shí)用新型實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所 示，所述研磨頭212的上方設(shè)置有一擋板213,所述研磨頭清洗裝置220包括研磨頭清洗及 硅片裝卸單元221和霧化器222 ;所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221具有多個(gè)第一噴嘴， 所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221通過所述多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清洗液，所述研 磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)所述研磨頭；所述霧化器222具有至少一個(gè)噴頭，所述霧化器 222通過所述噴頭噴射出霧氣，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板213。
[0024] 具體的，所述霧化器222與一水源連接，所述水源能夠提供循環(huán)更新的去離子水。 所述霧化器222具有至少一個(gè)噴頭，所述霧化器222通過所述噴頭噴射出霧氣。由去離子 水產(chǎn)生的霧氣不會(huì)影響所述研磨頭212的清洗效果。為了防止發(fā)塵，所述霧化器222采用 的材料為高分子材料。
[0025] 所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221包括第一管道和多個(gè)與所述第一管道連接 的第一噴嘴，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221通過所述多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清 洗液，所述研磨頭清洗液一般為純水，即通過高壓水進(jìn)行清洗。
[0026] 其中，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221和所述霧化器222的噴射方向的噴射 方向分別對(duì)準(zhǔn)所述研磨頭212和擋板213,即所述研磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)所述研磨 頭212,而霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板213。
[0027] 由于擋板213靠近研磨頭212,因此所述霧化器212也靠近于所述研磨頭清洗及硅 片裝卸單元211，霧化器22的具體位置可以根據(jù)生產(chǎn)工藝調(diào)節(jié)。較佳方案中，所述霧化器 212與所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元211的距離小于50cm。
[0028] 本實(shí)施例中，由于所述研磨頭212的下表面與所述擋板213的下表面相互平行且 均位于所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221和霧化器222的上方，因此所述霧化器222的 噴射方向與所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221 -致，均由下而上進(jìn)行噴射。
[0029] 相應(yīng)的，本實(shí)用新型還提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。請(qǐng)繼續(xù)參考圖2,所述化學(xué) 機(jī)械研磨設(shè)備200包括：研磨裝置210和如上所述的研磨頭清洗裝置220 ;所述研磨裝置 210包括研磨墊211、研磨頭212和擋板213,所述研磨頭212位于所述研磨墊211和研磨 頭清洗裝置220的上方，所述擋板213設(shè)置于所述研磨頭212的上方并與所述研磨頭212 固定，其中，所述研磨頭清洗裝置220包括研磨頭清洗及硅片裝卸單元221和霧化器222 ; 所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元221具有多個(gè)第一噴嘴，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元 221通過所述多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清洗液，所述研磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)所述 研磨212頭；所述霧化器222具有至少一個(gè)噴頭，所述霧化器222通過所述噴頭噴射出霧 氣，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板213。
[0030] 具體的，所述研磨頭212能夠裝載晶圓并帶動(dòng)晶圓與所述研磨墊211同向旋轉(zhuǎn)，同 時(shí)所述研磨頭212能夠移動(dòng)位置，可以移動(dòng)到所述研磨墊211的上方和研磨頭清洗裝置220 的上方。
[0031] 所述研磨頭212的上方還設(shè)置有擋板213,所述擋板213與所述研磨頭212固定， 所述擋板213能夠避免研磨墊211上方的顆粒直接落在所述研磨墊211上造成產(chǎn)品缺陷。 通常的，所述研磨頭212和擋板213的下表面均面對(duì)于所述研磨墊211的上表面且相互平 行。
[0032] 所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備200還包括研磨墊清洗裝置（圖中未示出），所述研磨墊清 洗裝置包括第二管道和多個(gè)與第二管道連接的第二噴嘴，所述研磨墊清洗裝置通過所述多 個(gè)第二噴嘴噴射出研磨墊清洗液以去除所述研磨墊211上的研磨液。其中，所述研磨墊清 洗液和研磨頭清洗液均為純水，即通過高壓水進(jìn)行清洗。
[0033] 其中，研磨頭清洗裝置220具有多個(gè)能夠噴射研磨頭清洗液的第一噴嘴和至少一 個(gè)能夠噴射霧氣的噴頭，所述霧氣的噴射方向與所述研磨頭清洗液的噴射方向相同，均垂 直于所述研磨頭212和擋板213的下表面，其中，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板213,而 所述研磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)和研磨頭212。
[0034] 如圖2所示，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時(shí)晶圓201被固定在所述研磨頭212上，所述研磨 頭212施加一定的壓力使得所述晶圓201緊貼所述研磨墊211，同時(shí)所述研磨頭212帶動(dòng) 晶圓201和所述研磨墊211同向旋轉(zhuǎn)，使得所述晶圓201與所述研磨墊211產(chǎn)生機(jī)械摩擦。 與此同時(shí)，研磨液通過管路流在研磨墊211上，在研磨過程中起到潤滑作用，并與所研磨的 晶圓201發(fā)生適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，提高研磨速度。
[0035] 研磨結(jié)束后，所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備200通過研磨墊清洗裝置對(duì)所述研磨墊211 進(jìn)行清洗以去除剩余的研磨液，此時(shí)研磨頭212及擋板213仍位于所述研磨墊211的上方， 在研磨墊清洗過程中部分研磨液濺到擋板213的下表面。
[0036] 研磨墊清洗結(jié)束之后，所述研磨頭212帶著擋板213移動(dòng)到所述研磨頭清洗裝置 220的上方進(jìn)行研磨頭清洗，所述研磨頭清洗裝置220 -般采用研磨頭清洗及硅片裝卸單 元。在研磨頭清洗過程中，研磨頭清洗裝置220的霧化器222不斷噴射出霧氣以增加濕度， 避免擋板213上殘留的研磨液出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象。
[0037] 綜上可見，在本實(shí)用新型實(shí)施例提供的研磨頭清洗裝置和化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中， 所述研磨頭清洗裝置中增設(shè)了一霧化器，所述霧化器在研磨頭清洗過程中噴射出霧氣以增 加濕度，防止所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的擋板上所殘留的研磨液產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象，進(jìn)而避免產(chǎn) 生顆粒劃傷晶圓，同時(shí)，由于所述霧化器采用高分子材料并采用去離子水作為產(chǎn)生霧氣的 水源，不會(huì)產(chǎn)生新的顆粒影響化學(xué)機(jī)械研磨的質(zhì)量。
[0038] 上述描述僅是對(duì)本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的描述，并非對(duì)本實(shí)用新型范圍的任何限 定，本實(shí)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(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種研磨頭清洗裝置，所述研磨頭的上方設(shè)置有一擋板，其特征在于，所述研磨頭 清洗裝置包括研磨頭清洗及硅片裝卸單元和霧化器；所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元具有 多個(gè)第一噴嘴，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元通過所述多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清洗 液，所述研磨頭清洗液的噴射方向?qū)?zhǔn)所述研磨頭；所述霧化器具有至少一個(gè)噴頭，所述霧 化器通過所述噴頭噴射出霧氣，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板。
2. 如權(quán)利要求1所述的研磨頭清洗裝置，其特征在于，所述霧化器與所述研磨頭清洗 及硅片裝卸單元的距離小于50cm。
3. 如權(quán)利要求1所述的研磨頭清洗裝置，其特征在于，所述擋板的下表面與所述研磨 頭的下表面相互平行。
4. 如權(quán)利要求1所述的研磨頭清洗裝置，其特征在于，所述研磨頭清洗及硅片裝卸單 元還包括第一管道，所述第一管道與所述多個(gè)第一噴嘴連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的研磨頭清洗裝置，其特征在于，所述霧化器采用的材料為高分 子材料。
6. -種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨裝置和研磨頭清洗裝置，所述研磨裝置包括研磨 墊、研磨頭和擋板，所述研磨頭位于所述研磨墊和研磨頭清洗裝置的上方，所述擋板設(shè)置于 所述研磨頭的上方并與所述研磨頭固定，其特征在于，所述研磨頭清洗裝置包括研磨頭清 洗及硅片裝卸單元和霧化器；所述研磨頭清洗及硅片裝卸單元具有多個(gè)第一噴嘴，所述研 磨頭清洗及硅片裝卸單元通過所述多個(gè)第一噴嘴噴射出研磨頭清洗液，所述研磨頭清洗液 的噴射方向?qū)?zhǔn)所述研磨頭；所述霧化器具有至少一個(gè)噴頭，所述霧化器通過所述噴頭噴 射出霧氣，所述霧氣的噴射方向?qū)?zhǔn)所述擋板。
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，所述霧化器與所述研磨頭清 洗及硅片裝卸單元的距離小于50cm。
8. 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，所述擋板的下表面與所述研 磨頭的下表面相互平行。
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，所述研磨頭清洗及硅片裝卸 單元還包括第一管道，所述第一管道與所述多個(gè)第一噴嘴連接。
10. 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，所述霧化器采用的材料為高 分子材料。
11. 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，還包括研磨墊清洗裝置；所 述研磨墊清洗裝置具有第二管道和多個(gè)與所述第二管道連接的第二噴嘴，所述研磨墊清洗 裝置通過所述多個(gè)第二噴嘴噴射出研磨墊清洗液。
【文檔編號(hào)】B24B37/04GK203887686SQ201420276003
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】董兵超 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司