CN101148027A - 一种化学机械研磨装置 - Google Patents

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邢程
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Abstract

本发明的化学机械研磨装置至少包括一个研磨头和一个用于清洗研磨头的清洗装置，该清洗装置至少包括一个与研磨头对应的冲水器和将水导入冲水器的液体通路，其中清洗装置中冲水器的长度大于研磨头底面的直径。此外，本发明中的清洗装置至少包括一个用于控制水压的压力调节阀。清洗装置中的冲水器可以方便的冲洗到研磨头底面固定环的沟槽，从而减少晶片边缘的坑状缺陷，提高晶片的良率。同时，在液体通路上设置压力调节阀可以通过水压控制更进一步确保研磨头清洗干净。

Description

一种化学机械研磨装置
技术领域
本发明涉及一种研磨装置，具体地说，涉及一种化学机械研磨装置。
背景技术
目前，集成电路中开始使用铜作为互连结构的金属材料，通常采用双大马士革镶嵌(Dual Damascene)工艺实现集成电路的铜互连。采用双镶嵌工艺制造集成电路铜互连在将铜填充到导线沟槽中后均会采用化学机械研磨(Chemical Mechanical Polish)使铜层平坦化，去除电介质层上多余的铜，让晶片表面达到全面性的平坦化，以利后续进行薄膜沉积。
化学机械研磨工艺通常包括三步。第一步用来磨掉晶片表面大部分的金属；第二步通过降低研磨速率的方法精磨与阻挡层接触的金属，并通过终点侦测技术使研磨停在阻挡层上；最后，磨掉阻挡层以及少量的介质氧化物。
化学机械研磨液通常是酸性的，含有双氧水作为与铜等金属反应的氧化剂。对于化学机械研磨来说，由于铜几乎在所有的水溶液中产生腐蚀现象，粘附在晶片上的研磨液对铜表面的腐蚀速度很快。一旦机台报警，需要转动研磨头到研磨头清洗器上方，打开去离子水的控制阀进行清洗晶片，以去除晶片上的残留研磨液。否则，中断超过5分钟，所粘附的研磨液的腐蚀作用就可以导致该晶片报废。同时，研磨料和铜及铜的化合物会把研磨头上固定环的沟槽堵住。然而，研磨头清洗器只能清洗到研磨头，而不能清洗到研磨头上的固定环，固定环上沟槽内研磨料和铜及铜的化合物会造成吸附在研磨头上的晶片边缘出现坑状缺陷，从而导致晶片的良率下降。
因此，有必要提供一种改进的装置将研磨过程中固定环的沟槽清洗干净。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学机械研磨装置，其可以有效将研磨头上的固定环的沟槽清洗干净，从而提高晶片良率。
为实现上述目的，本发明的化学机械研磨装置至少包括一个研磨头和一个用于清洗研磨头的清洗装置，该清洗装置至少包括一个与研磨头对应的冲水器和将水导入冲水器的液体通路，所述清洗装置中冲水器的长度大于研磨头底面的直径。
本发明的另一种化学机械研磨装置至少包括一个研磨头和一个用于清洗研磨头的清洗装置，该清洗装置包括若干个冲水器及若干条将水导入冲水器的液体通路，每个清洗装置的液体通路并联到一个控制总阀；所述清洗装置中冲水器的长度大于研磨头底面的直径，且在控制总阀和冲水器之间至少包括一个用于控制水压的压力调节阀。
与现有技术相比，本发明中的冲水器可以方便的冲洗到研磨头底面固定环的沟槽，从而减少晶片边缘的坑状缺陷，提高晶片的良率。同时，在液体通路上设置压力调节阀可以通过水压控制更进一步确保研磨头清洗干净。
附图说明
通过以下对本发明化学机械研磨装置的一实施例结合其附图的描述，可以进一步理解其发明的目的、具体结构特征和优点。其中，附图为：
图1为本发明化学机械研磨装置的结构示意图；
图2为图1所示研磨头底面的示意图；
图3为图1所示喷水嘴的示意图；
图4为本发明化学机械研磨装置中研磨头清洗器的结构示意图
具体实施方式
如图1、2所示，本发明涉及的化学机械研磨装置主要包括研磨头1与研磨头清洗器2。研磨头1的底面由吸附部11和固定环12构成。吸附部11用于吸附晶片(未图示)进行研磨，固定环12上设有若干个用于在研磨过程排出杂质的沟槽121。
研磨头清洗器2用于清洗残留在晶片上的研磨液等。研磨头清洗器2包括研磨头冲水器21，将水导入冲水器21的液体通路22，通过控制信号控制液体通路22导通或关闭的控制阀23以及控制水压大小的压力调节阀24。从图1中可以看到研磨头冲水器2的长度长于研磨头1的直径，并且研磨头冲水器2在对应研磨头1直径的位置均匀设置有若干个喷水嘴211。
请参阅图3，喷水嘴211的喷头2111设计为三个分支，可以同时喷水，使其喷出的水覆盖面积广，更容易清洗到研磨头1上的固定环12的沟槽121。在本发明其它实施例中，喷水嘴211的喷头2111也可以是多个分支，环状等其它形状。
化学机械研磨装置也可以包括多个研磨头1，并对应设置多个研磨头清洗器2。请参阅图4，在本发明实施例的化学机械研磨装置中包括四个研磨头1，对应设有四个研磨头清洗器2。每个研磨头1均由一个控制阀23单独控制，每个单独控制阀23又通过一个控制总阀25控制，在控制总阀25和四个并联的控制阀23之间还设有一个压力调节阀24，用于控制供给水的压力。当控制总阀25处在断开状态，液体通路22也是关闭的。
当控制总阀25开启时，液体通路22开始供水，每个单独的控制阀23控制液体通路22的水流向每个研磨头冲水器21。在本发明其它实施例中，还可以在每个控制阀23和对应的研磨头冲水器21之间设置压力调节阀24，调节通往每个研磨头冲水器21的水压。
当需要清洗研磨头1的时候，首先将晶片从研磨头1取出，手动使研磨头1转到研磨头清洗器2上方。然后通过控制总阀25发出控制信号，使液体通路22导通，传送水至研磨头冲水器21；研磨头冲水器21通过喷水嘴211喷水，此时研磨装置的马达(未图示)控制研磨头1以一定的速度旋转，使研磨头冲水器21喷出的水可以清洗到研磨头1的底面，同时由于研磨头冲水器21对应研磨头1底面的固定环12也分布有喷水嘴211，所以固定环12的表面也可以得到清洗。此外，可以适度的调节压力调节阀24控制水压，确保固定环12上的沟槽121内的杂质被清洗干净。在本发明实施例中，水源可以采用去离子水。

Claims (7)

1.一种化学机械研磨装置，至少包括一个研磨头和一个用于清洗研磨头的清洗装置，该清洗装置至少包括一个与研磨头对应的冲水器和将水导入冲水器的液体通路，其特征在于：所述清洗装置中冲水器的长度大于研磨头底面的直径。
2.如权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述冲水器在对应研磨头直径的位置排列设置有若干个喷水嘴。
3.如权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述冲水器在对应研磨头的固定环位置设有若干个喷水嘴。
4.如权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：清洗装置至少还包括一个控制液体通路导通的控制阀。
5.如权利要求1或4所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述冲水器与控制阀之间进一步设有控制水压的压力调节阀。
6.一种化学机械研磨装置，至少包括一个研磨头和一个用于清洗研磨头的清洗装置，该清洗装置包括若干个冲水器及若干条将水导入冲水器的液体通路，每个清洗装置的液体通路并联到一个控制总阀；其特征在于：所述清洗装置中冲水器的长度大于研磨头底面的直径，且在控制总阀和冲水器之间至少包括一个用于控制水压的压力调节阀。
7.如权利要求6所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述控制总阀与每个冲水器之间设有一个控制阀，用于分别控制对应的冲水器工作。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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