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:
本實用新型涉及一種半導(dǎo)體器件加工工藝設(shè)備,尤其涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。
背景技術(shù):
隨著超大規(guī)模集成電路(ULSI,Ultra Large Scale htegration)的飛速發(fā)展,集成電路制造工藝變得越來越復(fù)雜和精細(xì),為了提高集成度,降低制造成本,元件的特征尺寸 (Feature Size)不斷變小,芯片單位面積內(nèi)的元件數(shù)量不斷增加,平面布線已難以滿足元件高密度分布的要求,只能采用多層布線技術(shù),利用芯片的垂直空間,進(jìn)一步提高器件的集成密度。但是多層布線技術(shù)的應(yīng)用會造成硅片表面起伏不平,對圖形制作及其不利。為此, 需要對不規(guī)則的晶圓表面進(jìn)行平坦化(Planarization)處理。目前,化學(xué)機(jī)械研磨法(CMP, Chemical Mechanical Polishing)是達(dá)成全局平坦化的最佳方法,尤其在半導(dǎo)體制作工藝進(jìn)入亞微米(Sub-micron)領(lǐng)域后,化學(xué)機(jī)械研磨已成為一項不可或缺的制作工藝技術(shù)?;瘜W(xué)機(jī)械研磨法(CMP)是一個復(fù)雜的工藝過程,它是通過晶圓和研磨墊之間的相對運動平坦化晶圓表面,其所用設(shè)備常稱為化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備或化學(xué)機(jī)械拋光設(shè)備。研磨時,將需要研磨的晶圓的待研磨面向下固定在研磨頭上,研磨頭在研磨頭帶動裝置的帶動下,帶動晶圓使晶圓的待研磨面接觸相對旋轉(zhuǎn)的研磨墊,研磨頭提供的下壓力將晶圓緊壓至研磨墊上,當(dāng)表面貼有研磨墊在電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)時,研磨頭也進(jìn)行相對轉(zhuǎn)動。同時研磨液通過研磨液供應(yīng)管(tube)輸送到研磨墊上,并通過離心力均勻地分布在研磨墊上,該研磨液中的化學(xué)成分與被研磨晶圓發(fā)生化學(xué)反應(yīng),將不溶物質(zhì)轉(zhuǎn)為易溶物質(zhì),然后通過機(jī)械摩擦將上述易溶物從被拋光晶圓表面去除,實現(xiàn)結(jié)合機(jī)械作用和化學(xué)作用將晶圓的表面材料去除,達(dá)到全局平坦化的效果。在研磨過程中,研磨頭下方固定晶圓,上方固定于研磨頭帶動裝置下,在研磨頭帶動裝置的帶動下,將晶圓壓于研磨墊上方。研磨頭帶動裝置通過機(jī)械夾持件固定研磨頭,然而由于研磨過程中研磨液中化學(xué)物質(zhì)腐蝕以及研磨壓力與摩擦力使機(jī)械夾持件非常容易損壞,則極易造成研磨頭滑脫,造成晶圓磨損甚至破片,從而影響化學(xué)機(jī)械研磨的效率和晶圓成品率。
實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是,提供一種利用磁力固定研磨頭帶動裝置與研磨頭,從而減少研磨頭滑脫,以提高化學(xué)機(jī)械研磨質(zhì)量。一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備,包括研磨頭和位于研磨頭上方的研磨頭帶動裝置,所述研磨頭上方固定設(shè)置第一磁體,所述研磨頭帶動裝置設(shè)置第二磁體,所述第一磁體與所述第二磁體位置相對且磁性相反。進(jìn)一步的,所述第一磁體的形狀為圓柱形,所述第二磁體的形狀為圓環(huán)形,所述第二磁體的內(nèi)徑大于所述第一磁體的直徑。
3[0008]進(jìn)一步的,所述第一磁體與所述第二磁體的形狀均為平板形,所述第一磁體與所述第二磁體正對。進(jìn)一步的,所述第一磁體為永磁體,所述第二磁體為電磁體,所述電磁體在通電后所帶磁性與所述永磁體的磁性相反。進(jìn)一步的,所述第一磁體與第二磁體均為電磁體,通電后所述第一磁體與所述第二磁體的磁性相反。進(jìn)一步的,所述電磁體包括鐵芯和圍繞所述鐵芯的線圈,所述線圈由外部電源供
電O進(jìn)一步的,所述研磨頭帶動裝置還包括外罩,設(shè)置于所述外罩中的轉(zhuǎn)動馬達(dá)、轉(zhuǎn)動桿和帶動平臺,所述轉(zhuǎn)動馬達(dá)通過轉(zhuǎn)動桿與帶動平臺固定連接,所述第二磁體設(shè)置于所述帶動平臺下。綜上所述,所述化學(xué)機(jī)械研磨裝置在研磨頭帶動裝置與研磨頭之間通過磁力固定連接,無需使用機(jī)械夾持件,以避免利用機(jī)械夾持件,減小腐蝕損傷,從而提高化學(xué)機(jī)械研
磨質(zhì)量。
圖1為本實用新型第一實施例中所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實用新型第二實施例中所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型第二實施例中所述第一磁力與第二磁力結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實施方式
為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂,以下結(jié)合說明書附圖,對本實用新型的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本實用新型并不局限于該具體實施例,本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。其次,本實用新型利用示意圖進(jìn)行了詳細(xì)的表述,在詳述本實用新型實例時,為了便于說明,示意圖不依照一般比例局部放大,不應(yīng)以此作為對本實用新型的限定。本實用新型的核心思想是通過提供一種化學(xué)機(jī)械研磨裝置,其中研磨頭帶動裝置與研磨頭之間通過磁力連接,無需使用機(jī)械夾持件,避免利用機(jī)械夾持件易于受腐蝕損壞,從而提高化學(xué)機(jī)械研磨質(zhì)量。圖1為本實用新型第一實施例中所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的部分結(jié)構(gòu)示意圖。如圖 1所示,一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備,包括研磨頭100和位于研磨頭上方的研磨頭帶動裝置300, 所述研磨頭100頂部固定設(shè)置第一磁體201,所述研磨頭帶動裝置300設(shè)置第二磁體203, 所述第一磁體201與所述第二磁體203位置相對,所述第一磁體201與所述第二磁體203 能夠產(chǎn)生相互吸引的磁力,磁力大小大于研磨頭100和晶圓的重力,以及其研磨過程中研磨墊100受到的摩擦力的大小,以使磁力足以使研磨頭帶動裝置300帶動研磨頭100移動和旋轉(zhuǎn)。所述研磨頭帶動裝置300還包括外罩301,設(shè)置于外罩301中的轉(zhuǎn)動馬達(dá)303、轉(zhuǎn)動桿305和帶動平臺307,所述轉(zhuǎn)動馬達(dá)303通過轉(zhuǎn)動桿305與帶動平臺307固定連接,所述第二磁體203設(shè)置于所述帶動平臺下方。所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備中其他構(gòu)造為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)內(nèi)容,故在此不做贅述。所述第一電磁體201與第二電磁體203的形狀可以為以下幾種類型,但不被限制于此在圖1所示的第一實施例中,所述第一磁體201與所述第二磁體203均為平板形, 所述第一磁體201與所述第二磁體203正對。第一磁體201與第二磁體203可以為電磁體或永磁體,例如第一磁體201、第二磁體203均為電磁體,電磁體由于其通電具有磁性,斷電磁性消失的特性,易于控制研磨頭100與研磨頭帶動裝置300之間的作用力;或第一磁體201為永磁體,第二磁體203為電磁體,通過控制第二磁體203中的磁性以控制第一磁體 201與第二磁體203之間的磁力作用。其中,上述電磁體由鐵芯和圍繞鐵芯的線圈組成,線圈與外部電源供電,當(dāng)通入電源時,電磁體產(chǎn)生磁力,與電磁體共同第二磁體203與第一磁體201的極性相反,互相吸引,磁力使研磨頭100固定于研磨頭帶動裝置下300。圖2為本實用新型第二實施例中所述化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的部分結(jié)構(gòu)示意圖。圖3 為本實用新型第二實施例中所述第一磁力與第二磁力結(jié)構(gòu)俯視圖,如圖2和圖3所示,所述第一磁體201為圓柱形,所述第二磁體203為圓環(huán)形,所述第二磁體203的內(nèi)徑大于所述第一磁體201a底面直徑,則可使第二磁體203套于第一磁體201外圍,即第二磁體203罩于第一磁體201外部,在第二磁體203與第一磁體201之間產(chǎn)生互相吸引的磁力;同樣第一磁體201與第二磁體203可以為電磁體或永磁體,例如第一磁體201、第二磁體203均為電磁體,電磁體由于其通電具有磁性,斷電磁性消失的特性,易于控制研磨頭100與研磨頭帶動裝置300之間的作用力;或第一磁體201為永磁體,第二磁體203為電磁體,通過控制第二磁體203中的磁性以控制第一磁體201與第二磁體203之間的磁力作用。其中,上述電磁體由鐵芯和圍繞鐵芯的線圈組成,線圈與外部電源供電,當(dāng)通入電源時,電磁體產(chǎn)生磁力, 與電磁體共同第二磁體203與第一磁體201的極性相反,互相吸引,磁力使研磨頭100固定于研磨頭帶動裝置下300。綜上所述,所述化學(xué)機(jī)械研磨裝置在研磨頭帶動裝置與研磨頭之間通過磁力固定連接,無需使用機(jī)械夾持件,以避免利用機(jī)械夾持件,降低腐蝕損壞,從而提高化學(xué)機(jī)械研
磨質(zhì)量。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上,然其并非用以限定本實用新型,任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者,在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi),當(dāng)可作些許的更動與潤飾,因此本實用新型的保護(hù)范圍當(dāng)視權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備,包括研磨頭和位于研磨頭上方的研磨頭帶動裝置,其特征在于,所述研磨頭上方固定設(shè)置第一磁體,所述研磨頭帶動裝置設(shè)置第二磁體,所述第一磁體與所述第二磁體位置相對且磁性相反。
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,所述第一磁體的形狀為圓柱形,所述第二磁體的形狀為圓環(huán)形,所述第二磁體的內(nèi)徑大于所述第一磁體的直徑。
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,所述第一磁體與所述第二磁體的形狀均為平板形,所述第一磁體與所述第二磁體正對。
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,所述第一磁體為永磁體,所述第二磁體為電磁體,所述電磁體在通電后所帶磁性與所述永磁體的磁性相反。
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,所述第一磁體與第二磁體均為電磁體,通電后所述第一磁體與所述第二磁體的磁性相反。
6.如權(quán)利要求4或5所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備,其特征在于,所述電磁體包括鐵芯和圍繞所述鐵芯的線圈,所述線圈由外部電源供電。
7.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備,其特征在于,所述研磨頭帶動裝置還包括外罩,設(shè)置于所述外罩中的轉(zhuǎn)動馬達(dá)、轉(zhuǎn)動桿和帶動平臺,所述轉(zhuǎn)動馬達(dá)通過轉(zhuǎn)動桿與帶動平臺固定連接,所述第二磁體設(shè)置于所述帶動平臺下。
專利摘要本實用新型涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備,包括研磨頭和位于研磨頭上方的研磨頭帶動裝置,所述研磨頭上方固定設(shè)置第一磁體,所述研磨頭帶動裝置設(shè)置第二磁體,所述第一磁體與所述第二磁體位置相對。所述化學(xué)機(jī)械研磨裝置在研磨頭帶動裝置與研磨頭之間通過磁力固定連接,以避免利用機(jī)械夾持件,從而減少腐蝕損傷,從而提高化學(xué)機(jī)械研磨質(zhì)量。
文檔編號B24B37/00GK202088086SQ20112018972
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者唐強(qiáng), 李佩 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司