CN101357450A - 化学机械研磨装置及清洗研磨垫、研磨头的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种化学机械研磨装置及清洗研磨垫(pad)、研磨头(head)的方法，所述装置在芯片研磨平台(platen)外侧套设可沿其外壁上下升降的套筒，当研磨芯片时，将所述套筒降低，露出研磨垫，研磨头承载芯片在研磨垫上进行正常的研磨；当需要清洗研磨垫以及研磨头时，将所述套筒升起，在研磨平台上形成一水槽，由进水口向所述水槽内注水，使研磨垫和研磨头浸没在水槽中，利用超声波震荡所述水槽中的水，进而清洗所述研磨垫以及研磨头。采用本发明的化学机械研磨装置及清洗方法有效地解决了因微小结晶或颗粒引起的芯片表面微划伤问题，进而提高了芯片的良品率，并可延长研磨垫的使用寿命。

Description

化学机械研磨装置及清洗研磨垫、研磨头的方法
技术领域
本发明涉及一种化学机械研磨装置以及方法，特别涉及一种能够清洗研磨头及研磨垫的化学机械研磨装置以及方法。
背景技术
随着半导体行业的进步，0.35um、0.18um等的技术早已成熟，90nm、65nm的时代已经到来，为了取得更好的良品率，减少芯片生产过程中带来的缺陷就显得更加重要。
化学机械研磨是芯片生产众多工艺中必不可少的一步，芯片在化学机械研磨过程中，研磨头承载着芯片并施加一定的压力将芯片压在研磨垫上研磨。研磨垫上有一定密度的沟槽或孔洞用以保持研磨液，如果这些沟槽或孔洞中存有研磨液结晶或者落入其他颗粒，依靠去离子水的喷洒无法将其去除，随着研磨垫的使用，沟槽或孔洞逐渐变浅，这些结晶或者颗粒暴露出来，将附着在芯片表面或造成芯片表面微划伤，严重影响芯片良品率。
此外，由于研磨头上也有缝隙，同样有机会藏有研磨液结晶或其他颗粒，造成芯片表面的微划伤，影响芯片良品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种化学机械研磨装置以及清洗研磨垫、研磨头的方法，其能够有效地去除芯片在化学机械研磨过程中沉积的微小结晶或者颗粒，避免其造成芯片表面微划伤，进而提高芯片良品率。
为了达到上述的目的，本发明提供一种化学机械研磨装置，其包括研磨平台，设置于研磨平台上的研磨垫，用于承载芯片并可相对于研磨垫运动的研磨头，所述化学机械研磨装置还包括：一套筒，套装在所述研磨平台外围，可沿研磨平台外壁作升降运动，当套筒升起时，在研磨平台上方形成一水槽；至少一超声波传感器，安装在所述的水槽内；以及至少一进水孔，设置于所述的水槽中，并向水槽内注水。
采用如上所述的化学机械研磨装置清洗研磨垫、研磨头的方法，包括下列步骤：升起套筒，在研磨平台上形成一水槽；由进水口向所述水槽内注水；使研磨垫和研磨头浸没在水槽中；利用超声波震荡所述水槽中的水，进而清洗所述研磨垫以及研磨头。
本发明的化学机械研磨装置，通过在研磨平台外套接一可活动的套筒，并提供利用超声波清洗研磨垫及研磨头的方法，有效地解决了因微小结晶或颗粒引起的芯片表面微划伤问题，进而提高了芯片的良品率，并可延长研磨垫的使用寿命。
附图说明
通过以下对本发明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为本发明的较佳实施例的化学机械研磨装置在芯片研磨时降低套筒的结构示意图；
图2为本发明的较佳实施例的化学机械研磨装置在清洗研磨垫及研磨头时升起套筒的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合一个较佳的实施例对本发明的化学机械研磨装置以及研磨垫、研磨头的清洗方法作进一步的详细描述。
请参阅图1以及图2，分别为本发明的较佳实施例的化学机械研磨装置在芯片研磨时降低套筒以及的在清洗研磨垫及研磨头时升起套筒的结构示意图。如图所示，本发明化学机械研磨装置1包括研磨平台10，所述研磨平台10上设有研磨垫20，以及用于承载芯片并可相对于研磨垫20运动的研磨头26，所述化学机械研磨装置1还包括一套筒12、一超声波传感器14、一超声波发生器16、一进水孔18以及多个气缸22。
其中，套筒12套装在研磨平台10的外围，可在多个气缸22的推动作用之下沿研磨平台10外壁作升降运动，气缸22上设置有气孔24，通过气孔24的进气抬起套筒12，相反地气孔24出气降低套筒12；当套筒12升起时，由研磨平台10和套筒12围成一水槽；超声波传感器14安装在水槽内，在本发明的较佳实施例中，超声波传感器14安装在研磨平台10上方，在本发明的其他实施例中，超声波传感器14也可在其他位置，例如套筒12内壁，且所设置的超声波传感器14的数目不限于一个；与超声波传感器14连接的还有超声波发生器16；进水孔18设置在水槽内，用来向水槽内注水，在本发明的较佳实施例中，进水孔18安装在研磨平台10上方，在本发明的其他实施例中，进水孔18也可设置在套筒12内壁的任意位置，同样地，所设置的进水孔18的数目不限于一个。
此外，所述化学机械研磨装置1还包括至少一密封圈(未图示)，套装在所述研磨平台10外围，保证在套筒12升起时密封良好，水不会在研磨平台10以及套筒12之间的空隙渗漏。
下面结合图1和图2详细描述本实施例的化学机械研磨装置1的工作方式。当芯片研磨时，将所述套筒12降低，露出研磨垫20，研磨头26承载着芯片(未图示)在研磨垫20上进行正常的研磨；当需要清洗研磨垫20以及研磨头26时，将套筒12升起，在研磨平台10上形成一水槽，由进水口18向水槽内注水，使研磨垫20和研磨头26浸没在水槽中，并由超声波发生器16为超声波传感器14提供能量，利用超声波震荡水槽中的水，进而清洗研磨垫20以及研磨头26，最后降下套筒12，让水槽中的水流出。需要说明的是，在清洗研磨垫20及研磨头26的过程中可以取下所研磨的芯片，也可以不取下所研磨的芯片。
综上所述，通过本发明的化学机械研磨装置以及清洗方法，可彻底清洁研磨垫以及研磨头，提高芯片良品率，并可延长研磨垫的使用寿命。
需要特别说明的是，本发明的化学机械研磨装置的结构不局限于上述实施例中所限定的方式，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种化学机械研磨装置，其包括研磨平台，设置于研磨平台上的研磨垫，用于承载芯片，并有一相对于研磨垫运动的研磨头，其特征在于，所述化学机械研磨装置还包括：
一套筒，套装在所述研磨平台外围，可沿研磨平台外壁作升降运动，当套筒升起时，在研磨平台上方形成一水槽；
至少一超声波传感器，安装在所述的水槽内；以及
至少一进水孔，设置于所述的水槽中，并向水槽内注水。
2、根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述化学机械研磨装置还包括三个或多个气缸，连接至所述套筒，并推动其沿所述研磨平台外壁作升降运动。
3、根据权利要求2所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述气缸上还设有气孔。
4、根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述的超声波传感器安装在所述研磨平台上方或者套筒内壁的任一位置。
5、根据权利要求1或4所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述化学机械研磨装置还包括至少一超声波发生器，连接至所述超声波传感器。
6、根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述的进水孔设置于所述研磨平台上方或者套筒内壁的任一位置。
7、根据权利要求1所述的化学机械研磨装置，其特征在于：所述化学机械研磨装置还包括至少一密封圈，套装在所述研磨平台外围。
8、一种采用如权利要求1所述的化学机械研磨装置清洗研磨垫、研磨头的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：
升起套筒，在研磨平台上形成一水槽；
由进水口向所述水槽内注水；
使研磨垫和研磨头浸没在水槽中；
利用超声波震荡所述水槽中的水，进而清洗所述研磨垫以及研磨头。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：在完成研磨垫和研磨头的清洗后，降下所述套筒。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述的研磨头上可载有芯片。
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