研磨頭及研磨裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種研磨頭及研磨裝置，通過在所述限位環(huán)的底部設(shè)置若干第一槽和若干第二槽；第一槽的分布方向與研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，第二槽的分布方向與研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時，研磨殘?jiān)蟛糠挚捎伤龅谝徊叟懦鋈?，少部分由所述第二槽排出去，進(jìn)而避免了所有研磨殘?jiān)煞奖阊心ヒ毫魍ǖ牡诙叟懦觯菀壮练e研磨殘?jiān)?，造成研磨液流通不暢、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品良率。
【專利說明】研磨頭及研磨裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及點(diǎn)膠機(jī)產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種研磨頭及研磨裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著半導(dǎo)體器件尺寸日益減小，由于多層互連或填充深度比較大的沉積過程導(dǎo)致 了晶圓表面過大的起伏，引起光刻工藝聚焦的困難，使得對線寬的控制能力減弱，降低了整 個晶圓上線寬的一致性，因此，業(yè)界引入了化學(xué)機(jī)械研磨（CMP)來平坦化晶圓表面，在半導(dǎo) 體制作工藝進(jìn)入亞微米（sub-micron)領(lǐng)域后，化學(xué)機(jī)械研磨已成為一項(xiàng)不可或缺的制作 工藝技術(shù)。在化學(xué)機(jī)械研磨工藝中化學(xué)機(jī)械研磨裝置成為了半導(dǎo)體工藝中重要的設(shè)備之 〇
[0003] 通常，半導(dǎo)體領(lǐng)域所使用的研磨裝置包括研磨墊及設(shè)置于研磨墊上的研磨頭。在 對晶圓進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時，研磨頭吸附待研磨晶圓，并將晶圓的正面抵壓在研磨墊上，配 合研磨墊上噴撒的研磨液，由研磨頭帶動晶圓相對研磨墊旋轉(zhuǎn)，完成對晶圓的研磨。請參考 圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)中研磨頭104的仰視圖，所述研磨頭104的底部設(shè)有方便研磨液流通的 槽107,通過在研磨頭104的底部設(shè)置的槽107,研磨液在研磨過程中流入和流出，提高研磨 速率。
[0004] 但是，在研磨過程中所產(chǎn)生的研磨殘?jiān)矔难心ヮ^104底部的方便研磨液流通 的槽107排出去，由于研磨殘?jiān)某叽绮煌菀壮练e在槽107中，在后續(xù)對晶圓研磨過程 中，槽107中沉積的研磨殘?jiān)鼤绊懷心ヒ旱牧魍ǎ瑫r會不同程度的脫落，對晶圓造成損 傷，降低了產(chǎn)品良率。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0005] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種研磨頭及研磨裝置，以解決進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨過 程中，應(yīng)用現(xiàn)有技術(shù)中的研磨頭，由于研磨頭底部的槽容易沉積研磨殘?jiān)?，造成研磨液流?不暢、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，致使產(chǎn)品良率低的問題。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種研磨頭及研磨裝置，所述研磨頭，包 括：本體、設(shè)置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位環(huán)的底部設(shè)置有若干第一槽和若干 第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，所述第二槽的分布方 向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反。
[0007] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于所述限位環(huán)底 部。
[0008] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第一槽的深度及寬度均大于所述第二槽的深度 及覽度。
[0009] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第一槽的深度為3. 54mm?3. 66mm ;所述第一槽 的寬度為3. 27mm?3. 36mm。
[0010] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第二槽的深度為3. 25mm?3. 35mm ;所述第二槽 的寬度為3. 18mm?3. 21mm。 toon] 可選的，在所述的研磨頭中，還包括設(shè)置于所述限位環(huán)內(nèi)的吸附單元。
[0012] 可選的，在所述的研磨頭中，所述限位環(huán)為陶瓷環(huán)或不銹鋼環(huán)。
[0013] 本實(shí)用新型還提供一種研磨裝置，所述研磨裝置包括：研磨墊和設(shè)置于所述研磨 墊上的研磨頭；其中，所述研磨頭包括：本體、設(shè)置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位 環(huán)的底部設(shè)置有若干第一槽和若干第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方 向保持一致，所述第二槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反。
[0014] 可選的，在所述的研磨裝置中，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于所述限位環(huán) 底部。
[0015] 可選的，在所述的研磨裝置中，所述第一槽的深度及寬度均大于所述第二槽的深 度及覽度。
[0016] 在本實(shí)用新型所提供的研磨頭及研磨裝置中，通過在所述限位環(huán)的底部設(shè)置若干 第一槽和若干第二槽；第一槽的分布方向與研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，第二槽的分布方 向與研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時，研磨殘?jiān)蟛糠挚捎伤龅谝徊叟?出去，少部分由所述第二槽排出去，進(jìn)而避免了所有研磨殘?jiān)煞奖阊心ヒ毫魍ǖ牡诙?槽排出，容易沉積研磨殘?jiān)斐裳心ヒ毫魍ú粫?、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，提高了產(chǎn)品良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中研磨頭的仰視圖；
[0018] 圖2是本實(shí)用新型一實(shí)施例中研磨頭的仰視圖；
[0019] 圖3是本實(shí)用新型一實(shí)施例中研磨頭的剖面圖；
[0020] 圖4是本實(shí)用新型一實(shí)施例中研磨裝置的剖面圖。
[0021] 圖1中：研磨頭-104 ;槽-107 ;
[0022] 圖2-圖4中：本體-211 ;限位環(huán)-210 ;第一槽-208 ;第二槽-207 ;研磨墊-213 ; 晶圓-212 ;吸附單元-209。

【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型提出的研磨頭及研磨裝置作進(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。
[0024] 請參考圖2及圖3。其中，圖2為本實(shí)用新型一實(shí)施例中研磨頭的仰視圖；圖3為 本實(shí)用新型一實(shí)施例中研磨頭的剖面圖。如圖2及3所示，所述研磨頭204包括：本體211、 設(shè)置于所述本體211上的限位環(huán)210 ;其中，所述限位環(huán)210的底部設(shè)置有若干第一槽208 和若干第二槽207 ;所述第一槽208的分布方向與所述研磨頭204旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，所 述第二槽207的分布方向與所述研磨頭204旋轉(zhuǎn)的方向相反。
[0025] 具體的，將所述第一槽208的分布方向設(shè)置為與所述研磨頭204旋轉(zhuǎn)的方向保持 一致；所述第二槽207的分布方向設(shè)置為與所述研磨頭204旋轉(zhuǎn)的方向相反。在進(jìn)行化學(xué) 機(jī)械研磨時，本實(shí)施例中所述研磨頭204沿逆時針旋轉(zhuǎn)，此時研磨頭204研磨晶圓212所產(chǎn) 生的研磨殘?jiān)梢匝匮心ヮ^204旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動，而將若干所述第一槽208沿逆時針方向設(shè) 置（即與研磨頭204旋轉(zhuǎn)方向一致），在向心力的作用下，使得研磨殘?jiān)^容易的由第一槽 208排出去。由于若第二槽207是沿順時針方向設(shè)置，一般僅會有少部分的研磨殘?jiān)傻?二槽207排出，大部分是由所述第一槽208排出去了，所述第二槽207主要用于研磨液的流 通，避免出現(xiàn)用于研磨液流通的第二槽207里沉積研磨殘?jiān)?，對后續(xù)晶圓212研磨造成的影 響，提高了晶圓212的研磨效率及成品率。
[0026] 請繼續(xù)參考圖2,所述第一槽208和所述第二槽207均勻分布于所述限位環(huán)210底 部。即每兩個所述第一槽208和每兩個所述第二槽207之間的間距相同，以便在晶圓212 在研磨過程中產(chǎn)生的研磨殘?jiān)梢匝厮龅谝徊?08和所述第二槽207及時排出，維持的 研磨過程中的晶圓212表面的潔凈度。
[0027] 進(jìn)一步地，所述第一槽208的深度及寬度均大于所述第二槽207的深度及寬度。 由于大部分研磨殘?jiān)加伤龅谝徊?08排出去，有利于不同尺寸的研磨殘?jiān)ㄟ^第一槽 208,避免出現(xiàn)研磨殘?jiān)练e于第一槽208中的現(xiàn)象。而所述第二槽207主要用于研磨液的 流通，因此不要求其深度和寬度過大。
[0028] 本實(shí)施例中，所述第一槽208的深度為3. 54mm?3. 66mm ;所述第一槽208的寬度 為3. 27mm?3. 36mm。所述第二槽207的深度為3. 25mm?3. 35mm ;所述第二槽207的寬度 為 3. 18mm ?3. 21mm。
[0029] 進(jìn)一步地，所述研磨頭204還包括設(shè)置于所述限位環(huán)210內(nèi)的吸附單元209。吸附 單元209用于吸附晶圓212以便對晶圓212的位置加以固定，確保晶圓212的研磨效率。
[0030] 較佳的，所述限位環(huán)210為陶瓷環(huán)或不銹鋼環(huán)。陶瓷環(huán)或不銹鋼環(huán)具有較強(qiáng)的硬 度，能夠較好的整理位于限位環(huán)210下方的研磨墊213。
[0031] 請參考圖4,其為本實(shí)用新型一實(shí)施例中研磨裝置的剖面圖。如圖4所示，所述研 磨裝置包括：研磨墊213和設(shè)置于所述研磨墊213上的研磨頭204 ;其中，所述研磨頭204 包括：本體211、設(shè)置于所述本體211上的限位環(huán)210 ;其中，所述限位環(huán)210的底部設(shè)置有 若干第一槽208和若干第二槽207 ;所述第一槽208的分布方向與所述研磨頭204旋轉(zhuǎn)的 方向保持一致；所述第二槽207的分布方向與所述研磨頭204旋轉(zhuǎn)的方向相反。
[0032] 具體的，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時，本實(shí)施例中所述研磨頭204沿逆時針旋轉(zhuǎn)，此時 研磨頭204研磨晶圓212所產(chǎn)生的研磨殘?jiān)梢匝匮心ヮ^204旋轉(zhuǎn)方向運(yùn)動，而將若干所 述第一槽208沿逆時針方向設(shè)置（即與研磨頭204旋轉(zhuǎn)方向一致），在向心力的作用下，使 得研磨殘?jiān)^容易的由第一槽208排出去。由于若第二槽207是沿順時針方向設(shè)置，一般 僅會有少部分的研磨殘?jiān)傻诙?07排出，大部分是由所述第一槽208排出去了，所述第 二槽207主要用于研磨液的流通，避免出現(xiàn)用于研磨液流通的第二槽207里沉積研磨殘?jiān)?對后續(xù)晶圓212研磨造成的影響，提1?了晶圓212的研磨效率及成品率。
[0033] 請繼續(xù)參考圖2,所述第一槽208和所述第二槽207均勻分布于所述限位環(huán)210底 部。即每兩個所述第一槽208和每兩個所述第二槽207之間的間距相同，以便在晶圓212 在研磨過程中產(chǎn)生的研磨殘?jiān)梢匝厮龅谝徊?08和所述第二槽207及時排出，維持的 研磨過程中的晶圓212表面的潔凈度。
[0034] 進(jìn)一步地，所述第一槽208的深度及寬度均大于所述第二槽207的深度及寬度。 由于大部分研磨殘?jiān)加伤龅谝徊?08排出去，有利于不同尺寸的研磨殘?jiān)ㄟ^第一槽 208,避免出現(xiàn)研磨殘?jiān)练e于第一槽208中的現(xiàn)象。而所述第二槽207主要用于研磨液的 流通，因此不要求其深度和寬度過大。
[0035] 綜上，在本實(shí)用新型所提供的研磨頭及研磨裝置中，通過在所述限位環(huán)的底部設(shè) 置若干第一槽和若干第二槽；第一槽的分布方向與研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，第二槽的 分布方向與研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反，在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨時，研磨殘?jiān)蟛糠挚捎伤龅?一槽排出去，少部分由所述第二槽排出去，進(jìn)而避免了所有研磨殘?jiān)煞奖阊心ヒ毫魍?的第二槽排出，容易沉積研磨殘?jiān)斐裳心ヒ毫魍ú粫?、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，提高了產(chǎn) 品良率。
[0036] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對實(shí)用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實(shí)用新 型的精神和范圍。這樣，倘若本實(shí)用新型的這些修改和變型屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求及其 等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實(shí)用新型也意圖包括這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種研磨頭，其特征在于，包括：本體、設(shè)置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位 環(huán)的底部設(shè)置有若干第一槽和若干第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方 向保持一致，所述第二槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反。
2. 如權(quán)利要求1所述的研磨頭，其特征在于，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于所 述限位環(huán)底部。
3. 如權(quán)利要求2所述的研磨頭，其特征在于，所述第一槽的深度及寬度均大于所述第 二槽的深度及寬度。
4. 如權(quán)利要求3所述的研磨頭，其特征在于，所述第一槽的深度為3. 54mm?3. 66mm ; 所述第一槽的寬度為3. 27mm?3. 36mm。
5. 如權(quán)利要求3所述的研磨頭，其特征在于，所述第二槽的深度為3. 25mm?3. 35mm ; 所述第二槽的寬度為3. 18mm?3. 21mm。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的研磨頭，其特征在于，還包括設(shè)置于所述限位環(huán)內(nèi) 的吸附單元。
7. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的研磨頭，其特征在于，所述限位環(huán)為陶瓷環(huán)或不銹 鋼環(huán)。
8. -種研磨裝置，其特征在于，包括：研磨墊和設(shè)置于所述研磨墊上的研磨頭；其中， 所述研磨頭包括：本體、設(shè)置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位環(huán)的底部設(shè)置有若干 第一槽和若干第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向保持一致，所述第 二槽的分布方向與所述研磨頭旋轉(zhuǎn)的方向相反。
9. 如權(quán)利要求8所述的研磨裝置，其特征在于，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于 所述限位環(huán)底部。
10. 如權(quán)利要求9所述的研磨裝置，其特征在于，所述第一槽的深度及寬度均大于所述 第二槽的深度及寬度。
【文檔編號】B24B37/30GK203887682SQ201420330213
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】唐強(qiáng), 馬智勇, 肖德元, 徐依協(xié) 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司