CN109159020B - 研磨装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种研磨装置，包括：研磨平台；研磨垫，位于研磨平台上；研磨液输出结构，位于研磨垫上方，用于将研磨液输出置研磨垫上；以及研磨头，位于研磨垫上方，用于固定待研磨产品，并使待研磨产品与研磨垫接触，研磨装置还包括清除装置，与研磨液输出结构相连，位于研磨垫上方，用于提供移除使用后的研磨液的气流。本发明解决了由于使用后的研磨液稀释了初始研磨液的浓度造成的研磨速率降低的问题，达到了防止被使用后的研磨液与初始的研磨液混合的技术效果。

Description

研磨装置
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体地，涉及一种研磨装置。
背景技术
随着半导体工业飞速发展，电子器件的尺寸逐渐缩小，从而要求晶片表面平整度达到纳米级。传统的平坦化技术，仅仅能够实现局部平坦化，但是当最小特征尺寸达到0.25μm以下时，必须进行全局平坦化。
在现有技术中，化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing,CMP)技术可以实现全局平坦化。
然而，在用于化学机械抛光的研磨装置中，位于研磨垫(Pad)上的已经与晶片表面反应后的研磨液(slurry)经过研磨垫调整器(Pad conditioner)从研磨垫上移除后，研磨垫上仍然会有剩余的反应后的研磨液存留，这部分研磨液会经过研磨垫的旋转，同未与晶片表面反应的初始研磨液混合，从而稀释了初始研磨液的浓度，造成了研磨速率降低的问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种研磨装置，防止了被使用后的研磨液与初始的研磨液混合，从而解决了研磨速率降低的问题。
本发明提供一种研磨装置包括：研磨平台；研磨垫，位于所述研磨平台上；研磨液输出结构，位于所述研磨垫上方，用于将研磨液输出置所述研磨垫上；以及研磨头，位于所述研磨垫上方，用于固定待研磨产品，并使所述待研磨产品与所述研磨垫接触，所述研磨装置还包括清除装置，与所述研磨液输出结构相连，位于所述研磨垫上方，用于提供移除使用后的所述研磨液的气流。
优选地，所述研磨液输出结构与所述清除装置均与所述研磨垫分隔。
优选地，所述清除装置包括多个第一管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吹离所述研磨垫。
优选地，所述清除装置包括多个第二管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吸入所述第二管道。
优选地，所述清除装置包括：多个第一管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吹离所述研磨垫；以及多个第二管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吸入所述第二管道。
优选地，所述第一管道朝向所述研磨垫的边缘。
优选地，所述第二管道朝向所述研磨垫。
优选地，所述第一管道位于所述第二管道上方。
优选地，所述研磨液输出结构包括：固定部件，至少部分位于所述研磨垫上方；以及多个研磨液输出部，位于所述固定部件的端部，并且靠近所述研磨垫的中部，用于输出所述研磨液；其中，所述清除装置与所述固定部件固定连接。
优选地，还包括研磨垫调节器，位于所述研磨垫上方，用于将使用过的所述研磨液从所述研磨垫上移除。
根据本发明实施例的研磨装置，通过位于研磨垫上方的清除装置，提供移除使用后的研磨液的气流，当研磨平台带动研磨垫转动时，清除装置利用气流将使用后的研磨液移出研磨垫，解决了由于使用后的研磨液与初始的研磨液混合，初始的研磨液被稀释、浓度降低造成的研磨速率降低的问题，与现有技术相比，本发明提供的研磨装置，达到了防止被使用后的研磨液与初始的研磨液混合的技术效果。
此外，本发明实施例的研磨液输出结构与清除装置均和研磨垫分隔，不会因摩擦使研磨垫或待研磨产品产生瑕疵。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出了根据本发明第一施例的立体结构示意图。
图2示出了根据本发明第一施例的清洁装置结构示意图。
图3示出了根据本发明第一施例的研磨头结构示意图。
图4示出了根据本发明第二施例的清洁装置结构示意图。
图5示出了根据本发明第三施例的清洁装置结构示意图。
图6、图7示出了根据本发明实施例的效果分析示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。
图1示出了根据本发明第一施例的立体结构示意图，图2示出了根据本发明第一施例的清洁装置结构示意图，图3示出了根据本发明第一施例的研磨头结构示意图。
如图1至图3所示，本发明实施例的研磨装置包括：研磨平台110、研磨垫120、研磨液输出结构130、研磨头140、研磨垫调节器150以及清除装置，在本实施例中，清除装置包括多个第一管道161。研磨垫120位于研磨平台110上；研磨头140与研磨垫调节器150均位于研磨垫120上并与研磨垫120接触；研磨液输出结构130与清除装置位于研磨垫120上方并与研磨垫120分隔。
在本实施例中，研磨平台110与研磨垫120均呈圆形，研磨平台110的尺寸不小于研磨垫120的尺寸，然而本发明实施例并不限于此，本领域技术人员可以根据需要对研磨平台110与研磨垫120的形状、尺寸进行其他设置。
研磨液输出结构130包括：固定部件131与多个研磨液输出部132其中，固定部件131至少部分位于研磨垫120上方，固定部件131呈长方体，其长度与研磨垫120的半径匹配，多个研磨液输出部132与研磨垫120相对设置，具体地，多个研磨液输出部132位于固定部件131靠近研磨垫120的端部与研磨垫120相对的表面上，然而本发明实施例并不限于此，本领域技术人员可以根据需要对固定部件131与多个研磨液输出部132的形状、尺寸、数量进行其他设置，例如，固定部件131的形状可以呈V字形，研磨液输出部132还可以均匀分布在固定部件131上。
研磨头140包括真空吸附装置141与定位环142，真空吸附装置141位于待研磨产品101(例如晶圆)的上方，定位环142位于待研磨产品101的外周边沿。
研磨垫调节器150包括头部151与连接杆152，头部151与连接杆152固定连接，并与研磨垫120接触。
第一管道161与研磨液输出结构130的固定部件131相连，用于提供气流，以将使用后的研磨液吹离研磨垫120，其中，第一管道161朝向研磨垫120的边缘，产生气流的气体包括氮气。
下面，将详细地描述本发明第一实施例的研磨装置的工作原理。
如图1至图3所示，当研磨装置工作时，待研磨产品101被真空吸附装置141吸附，并被定位环142固定，研磨头140使待研磨产品101与研磨垫120接触。研磨液输出结构130通过多个研磨液输出部132将初始的研磨液输出并置于研磨垫120上。研磨平台110带动研磨垫120转动，由于研磨垫120与待研磨产品101之间存在相对转动，进而使得初始的研磨液均匀分布在研磨产品101与研磨垫120接触的表面。当初始的研磨液与待研磨产品101之间接触并反应过后，被使用后的研磨液随着研磨垫120继续转动，研磨垫调节器150的连接杆152带动头部151运动，将使用过的研磨液从研磨垫120上移除，此时，研磨垫120上还会残余一些使用过的研磨液，当这些使用过的研磨液经过第一管道161时，第一管道161向研磨垫120吹出氮气将使用后的研磨液吹离研磨垫120，可以防止被使用后的研磨液与初始的研磨液混合，此外，研磨液输出结构130与第一管道161均和研磨垫120分隔，不会因摩擦使研磨垫120或待研磨产品101产生瑕疵。
图4示出了根据本发明第二施例的清洁装置结构示意图。
如图4所示，发明第二施例的清洁装置包括第二管道162，研磨装置的其他结构与第一实施例类似，不同之处在于，第二管道162代替了第一实施例中的第一管道，第二管道162与研磨液输出结构130相连，用于提供气流，以将使用后的研磨液吸入第二管道162，其中，第二管道162朝向研磨垫120。
图5示出了根据本发明第三施例的清洁装置结构示意图。
如图5所示，发明第三施例的清洁装置包括第一管道161与第二管道162，第一管道161位于第二管道162上方，研磨装置的其他结构与第一实施例类似，不同之处在于，第二管道162与研磨液输出结构130相连，用于提供气流，以将使用后的研磨液吸入第二管道162，其中，第二管道162朝向研磨垫120，第一管道161与第二管道162配合，清除研磨垫120上使用后的研磨液的效率更高。
图6至图7示出了根据本发明实施例的效果分析示意图。
在理想工艺中，研磨液经研磨液输出结构130’输出至研磨垫120’上后，再经过研磨头140’、研磨垫调节器150’最终被移出研磨垫120’，但是研磨垫调节器150’不能将全部的使用后的研磨液移出研磨垫120’，残余的研磨液随着研磨垫120’的转动重新经过研磨液输出结构130’，如图6中的箭头所示，使用后的研磨液会与初始的研磨液接触，从而液稀释了初始研磨液的浓度造成了研磨速率降低的问题。
而根据本发明实施例的研磨装置，通过位于研磨垫120上方的清除装置160，提供移除使用后的研磨液的气流，当研磨平台带动研磨垫120转动时，清除装置160利用气流将使用后的研磨液移出研磨垫120，解决了由于使用后的研磨液与初始的研磨液混合，初始的研磨液被稀释、浓度降低造成的研磨速率降低的问题，与现有技术相比，本发明提供的研磨装置，达到了防止被使用后的研磨液与初始的研磨液混合的技术效果。
此外，本发明实施例的研磨液输出结构130与清除装置160均和研磨垫120分隔，不会因摩擦使研磨垫或待研磨产品产生瑕疵。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种研磨装置，包括：
研磨平台；
研磨垫，位于所述研磨平台上；
研磨液输出结构，位于所述研磨垫上方，用于将研磨液输出置所述研磨垫上；以及
研磨头，位于所述研磨垫上方，用于固定待研磨产品，并使所述待研磨产品与所述研磨垫接触，
所述研磨装置还包括清除装置，与所述研磨液输出结构相连，位于所述研磨垫上方，用于提供移除使用后的所述研磨液的气流，
其中，当所述研磨平台带动所述研磨垫转动时，初始的所述研磨液与所述待研磨产品接触，所述清除装置用于防止被使用后的所述研磨液与初始的所述研磨液混合。
2.根据权利要求1所述的研磨装置，其中，所述研磨液输出结构与所述清除装置均与所述研磨垫分隔。
3.根据权利要求2所述的研磨装置，其中，所述清除装置包括多个第一管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吹离所述研磨垫。
4.根据权利要求2所述的研磨装置，其中，所述清除装置包括多个第二管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吸入所述第二管道。
5.根据权利要求2所述的研磨装置，其中，所述清除装置包括：
多个第一管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吹离所述研磨垫；以及
多个第二管道，与所述研磨液输出结构相连，用于提供所述气流，以将使用后的所述研磨液吸入所述第二管道。
6.根据权利要求3或5所述的研磨装置，其中，所述第一管道朝向所述研磨垫的边缘。
7.根据权利要求4或5所述的研磨装置，其中，所述第二管道朝向所述研磨垫。
8.根据权利要求5所述的研磨装置，其中，所述第一管道位于所述第二管道上方。
9.根据权利要求1至5任一所述的研磨装置，其中，所述研磨液输出结构包括：
固定部件，至少部分位于所述研磨垫上方；以及
多个研磨液输出部，位于所述固定部件的端部，并且靠近所述研磨垫的中部，用于输出所述研磨液；
其中，所述清除装置与所述固定部件固定连接。
10.根据权利要求9所述的研磨装置，还包括研磨垫调节器，位于所述研磨垫上方，用于将使用过的所述研磨液从所述研磨垫上移除。
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