CN111482891A - 一种化学机械平坦化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种化学机械平坦化设备，包括机座，所述机座上移动设置有喷液组件和修整组件，所述喷液组件随所述修整组件移动，所述喷液组件具有至少一个出液口，从所述出液口喷出的液体均匀地分布在抛光垫的修整区域上。本发明提供一种提高了晶圆表面均匀度的化学机械平坦化设备。

Description

一种化学机械平坦化设备
技术领域
本发明涉及半导体设备技术领域，具体涉及一种化学机械平坦化设备。
背景技术
随着摩尔定律的发展，半导体制造工艺流程中化学机械平坦化设备的作用越来越重要，对设备的工艺性能要求也越来越高。化学机械平坦化的工艺性能中，最关键因素便是晶圆表面形貌，晶圆表面形貌的平整与否，直接影响后续工艺制程，并可能导致最终芯片的电气性能受到影响，因此有效改善晶圆表面形貌是化学机械平坦化设备性能优化的最重要目标之一。
现有的化学机械平坦化设备在抛光时，利用抛光垫对晶圆进行抛光，抛光的同时输送抛光液，使抛光液与晶圆的表面发生化学反应，从而达到对晶圆表面进行平坦化的目的，但此抛光方式后的晶圆表面形貌不尽如人意，主要表现在晶圆边缘处抛光速率“突变”，会出现急剧降低而后增大的情况，或直接大幅增大的情况，从而影响晶圆表面的均匀度，造成晶圆边缘一圈因良品率原因无法使用，从而造成浪费。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于解决现有技术中的化学机械平坦化设备抛光后，晶圆表面均匀度差的问题，从而提供一种提高了晶圆表面均匀度的化学机械平坦化设备。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种化学机械平坦化设备，包括机座，所述机座上移动设置有喷液组件和修整组件，所述喷液组件随所述修整组件移动，所述喷液组件具有至少一个出液口，从所述出液口喷出的液体均匀地分布在抛光垫的修整区域上。
进一步，所述喷液组件设置在所述修整组件上。
进一步，所述喷液组件包括喷嘴，所述喷嘴的端部为所述出液口，所述修整组件包括修整端，所述喷嘴和所述修整端并行设置。
进一步，所述修整组件还包括连接所述修整端与所述机座的移动臂，所述喷嘴设在所述移动臂上。
进一步，至少一个所述喷嘴间隔的设置在所述移动臂上。
进一步，所述修整端上设置有安装部，所述安装部上设有所述喷嘴。
进一步，所述安装部位于所述修整端的远离移动臂的一侧。
进一步，所述安装部绕所述修整端的外周均布设置，所述喷嘴绕所述修整端的外周均布设置有至少两个。
进一步，所述喷液组件还包括输液管，所述输液管设置在所述修整组件的内部。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的化学机械平坦化设备，包括机座，所述机座上移动设置有喷液组件和修整组件，所述喷液组件随所述修整组件移动，所述喷液组件具有至少一个出液口，从所述出液口喷出的液体均匀地分布在抛光垫的修整区域上。
喷液组件可以随着修整组件的移动而移动，从而使得修整组件与喷液组件同时相对于机座移动，喷液组件内的液体通过出液口喷出，喷出的液体可以均匀地分布在抛光垫上的修整区域上，使得该修整区域上的液体可以与晶圆的表面之间发生化学反应，进而提高了晶圆表面的均匀度，避免晶圆边缘处抛光速率突变，出现急剧降低而后增大，或直接大幅增大的情况，从而提高了晶圆的良品率，减少了因加工问题造成的浪费。
2.本发明提供的化学机械平坦化设备，至少一个所述喷嘴间隔的设置在所述移动臂上，使得喷嘴可以提前对即将修整的修整区域喷射液体，再利用钻石轮对抛光垫进行修整，使得液体分布在抛光垫上更加的均匀，提高了钻石轮的修整效果。
3.本发明提供的化学机械平坦化设备，所述安装部绕所述修整端的外周均布设置，所述喷嘴绕所述修整端的外周均布设置有至少两个，喷嘴可以从修整端的两侧朝向抛光垫喷射液体，使得喷至抛光垫上的液体更加的均匀。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种化学机械平坦化设备的结构示意图；
图2为另一种实施例的结构示意图；
图3为另一种实施例的结构示意图；
图4为图3的剖视图；
图5为图3中修整端的仰视图。
附图标记说明：
1-抛光垫；2-晶圆；3-修整组件；31-修整端；311-固定座；312-钻石轮；313-存储空间；32-移动臂；4-机座；5-喷嘴；6-输液管；
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在现有技术中的化学机械平坦化设备对晶圆2进行抛光处理时，将晶圆2放置在抛光垫1上进行修整，在对抛光垫1的表面输送抛光液，通过抛光液与晶圆2的表面之间发生化学反应，从而达到抛光、平整晶圆2表面的目的，但在抛光的过程中，抛光液不能均匀的分布在抛光垫1上，对晶圆2进行抛光处理，抛光后晶圆2的表面不均匀，直接影响后续工艺制程，最终影响芯片的电气性能。
如图1至图5，本实施例提供的一种化学机械平坦化设备，为在抛光工作区对晶圆2进行抛光处理。包括机座4，在机座4上移动设置有喷液组件和修整组件3，即喷液组件和修整组件3可以相对与机座4移动，其中喷液组件随修整组件3移动，喷液组件具有至少一个出液口，从出液口喷出的液体均匀地分布在抛光垫1的修整区域上。
在将晶圆2放置在抛光垫1上进行抛光，从而对晶圆2的表面进行研磨。由于修整组件3相对于抛光垫1移动设置，并且在修整组件3移动的过程中，喷液组件随着修整组件3的移动而移动，从而使得修整组件3与喷液组件同时相对于机座4移动，并且在喷液组件内盛装有液体，该液体为与晶圆2表面发生化学反应的抛光液，喷液组件内的液体通过出液口喷出，喷出的液体可以均匀地分布在抛光垫1上的修整区域上，该修整区域可以为晶圆2的运动轨迹，也可以为整个抛光垫1的表面；使得该修整区域上的液体可以与晶圆2的表面之间发生化学反应，进而提高了晶圆2表面的均匀度，避免晶圆2边缘处抛光速率突变，而出现急剧降低而后增大，或直接大幅增大的情况，从而提高了晶圆2的良品率，减少了因加工问题造成的浪费。
具体地，喷液组件设置在修整组件3上，喷液组件和修整组件3可以共同相对抛光垫1移动，使得喷液组件和修整组件3的移动轨迹与晶圆2相对于抛光垫1的移动轨迹相同，其中，移动轨迹可以为晶圆2沿着抛光垫1的圆周进行转动，也可以为单独地按照固定的形状移动，例如，晶圆2在抛光垫1上的移动轨迹为V形或L形；通过喷液组件随着修整组件3的移动而移动，使得喷液组件喷出的液体均匀的喷在修整区域上。
具体地，如图1所示，喷液组件包括喷嘴5，即液体通过喷嘴5喷出至抛光垫1上，喷嘴5的端部为所述出液口，修整组件3包括修整端31，喷嘴5和所述修整端31并行设置，即喷嘴5设置在修整端31的左侧，从而使得喷嘴5喷出的液体均匀的喷在抛光垫1上。
在本实施例中，修整组件3还包括连接修整端31与机座4的移动臂32，其中，修整端31包括与移动臂32连接的固定座311，和设置的固定座311底部的钻石轮312，通过钻石轮312与抛光垫1接触，从而对抛光垫1的表面进行修整，钻石轮312与抛光垫1表面接触处为修整区域。同时喷嘴5也设在移动臂32上，在钻石轮312对抛光垫1进行修整时，喷嘴5可以将液体喷在该修整区域上，从而使得液体在该修整区域上分布的更加均匀。
具体地，如图2所示，至少一个喷嘴5间隔的设置在所述移动臂32上，通过该间隔的设置，使得喷嘴5可以提前对即将修整的修整区域喷射液体，再利用钻石轮312对抛光垫1进行修整，使得液体分布在抛光垫1上更加的均匀，提高了钻石轮312的修整效果。
作为可替换的实施方式，修整端31上设置有安装部，即安装部设置在固定座311上，其中，该安装部为用于安装喷嘴5的部位，安装部可以为安装孔，在安装孔内设有内螺纹，在喷嘴5与安装孔连接的一端设有外螺纹，从而将喷嘴5安装在修整端31上。当然，安装部也可以为插接结构，从而直接将喷嘴5插接固定座311上，以实现喷嘴5与固定座311的连接。
在本实施例中，安装部位于修整端31的远离移动臂32的一侧，即安装部设置在固定座311的左侧，从而对抛光垫1喷射液体。当然，安装部也可以设置在固定座311的右侧。
作为可替换的实施方式，如图2所示，安装部绕所述钻石轮312的外周均布设置，喷嘴5绕钻石轮312的外周均布设置有至少两个。即安装部设置在移动臂32上，并且移动臂32上留有设置在安装部的安装位置，安装部以钻石轮312为中心，对称设置的两个，从而在修整端31的两侧均朝向抛光垫1的修整区域进行喷射液体。在本实施例中，喷嘴5为3个。
作为可替换的实施方式，安装部绕所述钻石轮312的外周不均布设置，喷嘴5绕钻石轮312的外周设置有至少两个。
作为可替换的实施方式，如图3和图5所示，喷嘴5还可以围绕修整端31的外周均匀设置的多个，例如五个，从而保证了液体分布在抛光垫1上的均匀性。当然，也可以不均匀设置。
具体地，如图3至图4所示，喷液组件还包括输液管6，输液管6设置在所述修整组件3的内部。其中，输液管6设置在机座4和移动臂32内，输液管6的一端连通有液体容器(图中未示出)，该液体容器中盛装有液体；输液管6的另一端连通固定座311内的存储空间313，该喷嘴5与存储空间313连通，喷嘴5朝向抛光垫1设置，液体容器内的液体通过喷嘴5均匀地喷在抛光垫1的接触区域上。
作为可替换的实施方式，输液管6的另一端连通移动臂32上的喷嘴5。
具体的工作过程：晶圆2放置在抛光垫1上进行抛光，在抛光的过程中，抛光垫1表面会残留有研磨晶圆2之后的杂质，通过修整组件3去除抛光垫1上的杂质，并在修整组件3移动的过程中，通过喷嘴5将液体容器中的液体均匀地喷在抛光垫1的修整区域上，以此方式对晶圆2进行抛光，直至完成所述晶圆2的抛光处理。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种化学机械平坦化设备，其特征在于，包括机座(4)，所述机座(4)上移动设置有喷液组件和修整组件(3)，所述喷液组件随所述修整组件(3)移动，所述喷液组件具有至少一个出液口，从所述出液口喷出的液体均匀地分布在抛光垫(1)的修整区域上。
2.根据权利要求1所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述喷液组件设置在所述修整组件(3)上。
3.根据权利要求2所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述喷液组件包括喷嘴(5)，所述喷嘴(5)的端部为所述出液口，所述修整组件(3)包括修整端(31)，所述喷嘴(5)和所述修整端(31)并行设置。
4.根据权利要求3所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述修整组件(3)还包括连接所述修整端(31)与所述机座(4)的移动臂(32)，所述喷嘴(5)设在所述移动臂(32)上。
5.根据权利要求4所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，至少一个所述喷嘴(5)间隔的设置在所述移动臂(32)上。
6.根据权利要求3所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述修整端(31)上设置有安装部，所述安装部上设有所述喷嘴(5)。
7.根据权利要求6所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述安装部位于所述修整端(31)的远离移动臂(32)的一侧。
8.根据权利要求6所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述安装部绕所述修整端(31)的外周均布设置，所述喷嘴(5)绕所述修整端(31)的外周均布设置有至少两个。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述喷液组件还包括输液管(6)，所述输液管(6)设置在所述修整组件(3)的内部。
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Applicant after: Beijing Jingyi Precision Technology Co.,Ltd.

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Applicant before: Beijing ShuoKe precision electronic equipment Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information