CN201841472U - 研磨液手臂以及化学机械研磨设备 - Google Patents

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本实用新型公开了一种研磨液手臂以及化学机械研磨设备,所述研磨液手臂设置在化学机械研磨设备中,所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路以及研磨液管路,所述研磨液手臂包括:壳体,至少一个研磨液喷嘴、至少一个第一清洗喷嘴和至少一个第二清洗喷嘴,研磨液喷嘴与研磨液管路连通,第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴均设置于壳体上并与去离子水管路连通,第二清洗喷嘴的方向与盖子的方向相对应,以使第二清洗喷嘴喷出的去离子水能够清洗盖子。所述研磨液手臂的第二清洗喷嘴喷出的去离子水可清洗盖子上残留的研磨液,避免晶片表面产生划痕缺陷。

Description

研磨液手臂以及化学机械研磨设备
技术领域
本实用新型涉及集成电路制造领域,特别是涉及一种研磨液手臂以及化学机械研磨设备。
背景技术
随着超大规模集成电路的飞速发展,集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细,为了提高集成度,降低制造成本,半导体器件的尺寸日益减小,平面布线已难以满足半导体器件高密度分布的要求,只能采用多层布线技术,进一步提高半导体器件的集成密度。由于多层互连或填充深度比较大的沉积过程导致了晶片表面过大的起伏,引起光刻工艺聚焦的困难,使得对线宽的控制能力减弱,降低了整个晶片上线宽的一致性。为此,需要对不规则的晶片表面进行平坦化处理。目前,化学机械研磨(Chemical Mechanical Polishing,CMP)是达成全局平坦化的最佳方法,尤其是在半导体制作工艺进入亚微米领域后,化学机械研磨已成为一项不可或缺的制作工艺技术。
化学机械研磨是一个复杂的工艺过程,通常采用化学机械研磨设备,也称为研磨机台或抛光机台来进行化学机械研磨工艺。所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、多个研磨头、罩设在所述多个研磨平台上的盖子、去离子水管路、研磨液管路以及多个研磨液手臂。
具体请参考图1和图2,其中,图1为现有的研磨液手臂的立体示意图,图2为现有的研磨液手臂的剖面示意图。所述研磨液手臂10包括:壳体11,研磨液喷嘴12以及第一清洗喷嘴13,所述研磨液喷嘴12与研磨液管路30连通,所述第一清洗喷嘴13与去离子水管路20连通,所述第一清洗喷嘴13用于在化学机械研磨后,向研磨垫喷洒去离子水,以去除研磨垫上的研磨残留物。
进行化学机械研磨时,可将要研磨的晶片附着在化学机械设备的研磨头上,该晶片的待研磨面向下并接触相对旋转的研磨垫,研磨头提供的下压力将该晶片紧压到研磨垫上,所述研磨垫是粘贴于所述研磨平台(platen)上,当该研磨平台旋转时,研磨头也进行相对运动。同时,研磨液通过研磨液手臂的研磨液喷嘴输送到研磨垫上,并通过离心力均匀地分布在研磨垫上,化学机械研磨所使用的研磨液一般包含有化学腐蚀剂和研磨颗粒,通过化学腐蚀剂和所述待研磨表面的化学反应生成较软的容易被去除的材料,然后通过机械摩擦将这些较软的物质从被研磨晶片的表面去掉,达到全局平坦化的效果。
在化学机械研磨过程中,需要使用大量的研磨液,并旋转研磨平台和研磨头,必然会有部分研磨液被甩出,因此,现有的化学机械研磨设备利用盖子罩设在多个研磨平台上,对该化学机械研磨设备整体进行了封闭保护,避免研磨液飞溅到工作人员身上。但是,这些研磨液将会溅落在盖子的内壁上,而现有的化学机械研磨设备并未设置清洗盖子的清洗装置,只能依靠工作人员手动清洗所述盖子。一旦工作人员由于疏忽未及时清理盖子上的研磨液,将会形成研磨液的结晶体,而这些结晶体在后续研磨过程中,极有可能掉落到研磨头以及研磨垫上,从而在晶片表面产生划痕(scratch)等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种研磨液手臂,所述研磨液手臂可自动清洗盖子,防止盖子上残留的研磨液形成结晶体并在晶片表面产生划痕。
本实用新型的另一目的在于,提供一种化学机械研磨设备,以解决现有的化学机械研磨设备无法自动清洗盖子上残留的研磨液的问题。
为解决上述技术问题,本实用新型提供一种研磨液手臂,所述研磨液手臂设置在化学机械研磨设备中,所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路以及研磨液管路,所述研磨液手臂包括:壳体,至少一个研磨液喷嘴、至少一个第一清洗喷嘴以及至少一个第二清洗喷嘴,所述研磨液喷嘴与所述研磨液管路连通,所述第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴均设置于壳体上并与去离子水管路连通,所述第二清洗喷嘴的方向与盖子的方向相对应,以使所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水能够清洗所述盖子。
可选的,在所述研磨液手臂中,所述壳体包括第一壁、第二壁以及由所述第一壁和第二壁限定的容置空间,所述第一清洗喷嘴设置在所述第一壁上,所述第二清洗喷嘴设置在所述第二壁上。
可选的,在所述研磨液手臂中,所述第二清洗喷嘴与水平方向的夹角在30度至75度之间。
可选的,在所述研磨液手臂中,还包括第一去离子水支路和设置在第一去离子水支路上的第一阀,所述第一去离子水支路设置在所述容置空间内,所述第一清洗喷嘴通过第一去离子水支路与去离子水管路连通。
可选的,在所述研磨液手臂中,还包括第二去离子水支路和设置在第二去离子水支路上的第二阀,所述第二去离子水支路设置在所述容置空间内,所述第二清洗喷嘴通过第二去离子水支路与去离子水管路连通。
可选的,在所述研磨液手臂中,所述第二清洗喷嘴的数量为2~5个。
本实用新型还提供一种化学机械研磨设备,所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路、研磨液管路以及多个研磨液手臂,所述研磨液手臂包括:壳体,至少一个研磨液喷嘴、至少一个第一清洗喷嘴以及至少一个第二清洗喷嘴,所述研磨液喷嘴与所述研磨液管路连通,所述第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴均设置于所述壳体上并与所述去离子水管路连通,所述第二清洗喷嘴的方向与所述盖子的方向相对应,以使所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水能够清洗所述盖子。
可选的,在所述化学机械研磨设备中,所述壳体包括第一壁、第二壁以及由所述第一壁和第二壁限定的容置空间,所述第一清洗喷嘴设置在所述第一壁上,所述第二清洗喷嘴设置在所述第二壁上。
可选的,在所述化学机械研磨设备中,所述第二清洗喷嘴与水平方向的夹角在30度至75度之间。
可选的,在所述化学机械研磨设备中,所述研磨液手臂还包括第一去离子水支路和设置在第一去离子水支路上的第一阀,所述第一去离子水支路设置在容置空间内,所述第一清洗喷嘴通过第一去离子水支路与去离子水管路连通。
可选的,在所述化学机械研磨设备中,所述研磨液手臂还包括第二去离子水支路和设置在第二去离子水支路上的第二阀,所述第二去离子水支路设置在容置空间内,所述第二清洗喷嘴通过第二去离子水支路与去离子水管路连通。
可选的,在所述化学机械研磨设备中,所述第二清洗喷嘴的数量为2~5个。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
所述研磨液手臂不仅可以向研磨垫喷洒研磨液和去离子水,同时,所述研磨液手臂还包括至少一个第二清洗喷嘴,所述第二清洗喷嘴的方向与化学机械研磨设备的盖子的方向相对应,所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水可自动清洗所述盖子上残留的研磨液,防止这些研磨液形成结晶体并在晶片表面产生划痕,有利于提高产品的良率。
附图说明
图1为现有的研磨液手臂的立体示意图;
图2为现有的研磨液手臂的剖面示意图;
图3为本实用新型实施例提供的研磨液手臂的剖面示意图;
图4为本实用新型实施例提供的化学机械研磨设备的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率,仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
本实用新型的核心思想在于,提供一种研磨液手臂以及化学机械研磨设备,所述研磨液手臂不仅可以向研磨垫喷洒研磨液和去离子水,同时,所述研磨液手臂还包括至少一个第二清洗喷嘴,所述第二清洗喷嘴的方向与化学机械研磨设备的盖子的方向相对应,所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水可自动清洗盖子上残留的研磨液,防止这些研磨液形成结晶体并在晶片表面产生划痕,有利于提高产品的良率。
请参考图3,其为本实用新型实施例提供的研磨液手臂的剖面示意图。所述研磨液手臂100设置在化学机械研磨设备中,所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路以及研磨液管路。其中,所述研磨液手臂100包括:壳体110,至少一个研磨液喷嘴(未图示)、至少一个第一清洗喷嘴130、以及至少一个第二清洗喷嘴120,所述研磨液喷嘴与研磨液管路300连通,所述第一清洗喷嘴130和第二清洗喷嘴120设置于壳体110上并与去离子水管路200连通,所述第二清洗喷嘴120的方向与化学机械研磨设备的盖子的方向相对应,以使第二清洗喷嘴120喷出的去离子水能够清洗所述盖子。由于第二清洗喷嘴120喷出的去离子水可自动清洗盖子,可防止盖子上残留的研磨液形成结晶体,因而可避免这些结晶体在晶片表面产生划痕。
请继续参考图3,所述壳体110包括第一壁111、第二壁112以及由所述第一壁111和第二壁112限定的容置空间113。其中,所述第一壁111与第二壁112可通过螺钉或铆钉等连接件固定在一起。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述第一清洗喷嘴130设置在所述第一壁111上,所述第二清洗喷嘴120设置在第二壁112上。当然,在本实用新型的其它具体实施例中,所述第一喷嘴130的位置也可相应的调整,只要使第二清洗喷嘴120喷出的去离子水能够清洗所述盖子即可。其中,第二壁112面向化学机械研磨设备的研磨垫,所述第二清洗喷嘴120可在化学机械研磨后,向研磨垫喷洒去离子水,以去除研磨垫上的研磨残留物。
较佳的,所述第二清洗喷嘴120与水平方向的夹角α在30度至75度之间,例如45度,这一设计有利于使所述第二清洗喷嘴120喷洒的去离子水喷洒到所述盖子的侧壁上,以将盖子上残留的研磨液完全清洗掉。
在本实用新型的一个具体实施例中,所述第一清洗喷嘴130和第二清洗喷嘴120直接与去离子水管路200连通,所述去离子水管路200上还可以设置有阀门,以控制所述去离子水管路200的通断。
在本实用新型的其它具体实施例中,所述研磨液手臂100还可以包括第一去离子水支路(未图示)和设置在第一去离子水支路上的第一阀(未图示),所述第一去离子水支路设置在容置空间113内,所述第一清洗喷嘴130通过第一去离子水支路与去离子水管路200连通。
可以理解的是,所述研磨液手臂100还可以包括第二去离子水支路(未图示)和设置在第二去离子水支路上的第二阀(未图示),所述第二去离子水支路设置在所述容置空间113内,所述第二清洗喷嘴120通过第二去离子水支路与去离子水管路200连通。优选的,可利用同一控制信号来控制所述第一阀和第二阀,即在所述研磨液喷嘴向研磨垫喷洒研磨液时,所述第一阀关闭,所述第二阀也同时关闭,所述第一清洗喷嘴130和第二清洗喷嘴120均不会喷洒去离子水,以确保研磨工艺顺利进行;当需要清洗研磨垫和盖子时,所述第一阀打开,所述第二阀也同时打开,所述第一清洗喷嘴130向研磨垫喷洒去离子水,所述第二清洗喷嘴120向盖子喷洒去离子水,以去除盖子上残留的研磨液。
可选的,所述第二清洗喷嘴120的数量可以为2~5个,例如3个。在所述研磨液手臂100中同时设置多个第二清洗喷嘴120,有利于向盖子侧壁的多个部位同时喷洒去离子水,提高清洗效率。
请参考图4,其为本实用新型实施例提供的化学机械研磨设备的示意图,并结合图3,所述化学机械研磨设备包括:多个研磨平台400、罩设在多个研磨平台400上的盖子500、去离子水管路200、研磨液管路300以及多个研磨液手臂100,所述研磨液手臂100的研磨液喷嘴与所述研磨液管路300连通,所述研磨液手臂100的第一清洗喷嘴130和第二清洗喷嘴120均与去离子水管路200连通,所述第二清洗喷嘴120的方向与盖子500的方向相对应,以使所述第二清洗喷嘴120喷出的去离子水能够清洗盖子500。
在化学机械研磨过程中,所述研磨液手臂100可通过研磨液喷嘴将研磨液输送到研磨垫上,并利用研磨平台400旋转产生的离心力使研磨液均匀地分布在研磨垫上,因此,必然会有部分研磨液被甩出到盖子500的内壁上。所述盖子500与研磨液手臂100相对应的位置,也就是容易残留研磨液的位置。在采用本实用新型实施例提供的研磨液手臂100后,所述研磨液手臂100不仅可以向研磨垫喷洒研磨液和去离子水,同时,所述研磨液手臂100还包括至少一个第二清洗喷嘴120,所述第二清洗喷嘴120喷出的去离子水可恰好清洗盖子500上残留的研磨液,防止这些研磨液形成结晶体并在晶片表面产生划痕。
显然,本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样,倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内,则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种研磨液手臂,设置在化学机械研磨设备中,所述化学机械研磨设备包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路以及研磨液管路,其特征在于,所述研磨液手臂包括:壳体,至少一个研磨液喷嘴、至少一个第一清洗喷嘴以及至少一个第二清洗喷嘴,所述研磨液喷嘴与所述研磨液管路连通,所述第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴均设置于所述壳体上并与所述去离子水管路连通,所述第二清洗喷嘴的方向与所述盖子的方向相对应,以使所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水能够清洗所述盖子。
2.如权利要求1所述的研磨液手臂,其特征在于,所述壳体包括第一壁、第二壁以及由所述第一壁和第二壁限定的容置空间。
3.如权利要求2所述的研磨液手臂,其特征在于,所述第一清洗喷嘴设置在所述第一壁上,所述第二清洗喷嘴设置在所述第二壁上。
4.如权利要求2所述的研磨液手臂,其特征在于,所述第二清洗喷嘴与水平方向的夹角在30度至75度之间。
5.如权利要求2所述的研磨液手臂,其特征在于,还包括第一去离子水支路和设置在第一去离子水支路上的第一阀,所述第一去离子水支路设置在所述容置空间内,所述第一清洗喷嘴通过第一去离子水支路与去离子水管路连通。
6.如权利要求2所述的研磨液手臂,其特征在于,还包括第二去离子水支路和设置在第二去离子水支路上的第二阀,所述第二去离子水支路设置在所述容置空间内,所述第二清洗喷嘴通过第二去离子水支路与去离子水管路连通。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的研磨液手臂,其特征在于,所述第二清洗喷嘴的数量为2~5个。
8.一种化学机械研磨设备,包括多个研磨平台、罩设在多个研磨平台上的盖子、去离子水管路、研磨液管路以及多个研磨液手臂,其特征在于,所述研磨液手臂包括:壳体,至少一个研磨液喷嘴、至少一个第一清洗喷嘴以及至少一个第二清洗喷嘴,所述研磨液喷嘴与所述研磨液管路连通,所述第一清洗喷嘴和第二清洗喷嘴均设置于所述壳体上并与所述去离子水管路连通,所述第二清洗喷嘴的方向与所述盖子的方向相对应,以使所述第二清洗喷嘴喷出的去离子水能够清洗所述盖子。
9.如权利要求8所述的化学机械研磨设备,其特征在于,所述壳体包括第一壁、第二壁以及由所述第一壁和第二壁限定的容置空间。
10.如权利要求9所述的化学机械研磨设备,其特征在于,所述第一清洗喷嘴设置在所述第一壁上,所述第二清洗喷嘴设置在所述第二壁上。
11.如权利要求9所述的化学机械研磨设备,其特征在于,所述第二清洗喷嘴与水平方向的夹角在30度至75度之间。
12.如权利要求9所述的化学机械研磨设备,其特征在于,所述研磨液手臂还包括第一去离子水支路和设置在第一去离子水支路上的第一阀,所述第一去离子水支路设置在所述容置空间内,所述第一清洗喷嘴通过第一去离子水支路与所述去离子水管路连通。
13.如权利要求9所述的化学机械研磨设备,其特征在于,所述研磨液手臂还包括第二去离子水支路和设置在第二去离子水支路上的第二阀,所述第二去离子水支路设置在所述容置空间内,所述第二清洗喷嘴通过第二去离子水支路与所述去离子水管路连通。
14.如权利要求8至13中任意一项所述的化学机械研磨设备,其特征在于,所述第二清洗喷嘴的数量为2~5个。
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