CN111618736A - 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，晶圆与抛光垫接触时，所述晶圆上具有接触区域，该平坦化设备上设有喷液组件，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所述接触区域上。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，利用晶圆与抛光垫相互研磨，研磨的同时输送抛光液，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的平坦化处理，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，晶圆与抛光垫接触时，所述晶圆上具有接触区域，该平坦化设备上设有喷液组件，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所述接触区域上。
进一步，所述喷液组件相对所述抛光垫移动设置，所述喷液组件的移动轨迹与所述晶圆相对所述抛光垫的移动轨迹相同。
进一步，所述喷液组件相对所述晶圆在所述移动轨迹上，位于所述晶圆的前方。
进一步，所述喷液组件在接触区域的周边摆动。
进一步，还包括修整组件，所述修整组件为喷液组件。
进一步，所述修整组件包括与所述抛光垫接触的修整端，所述出液口位于所述修整端上。
进一步，所述出液口设于所述修整端的外周壁上。
进一步，所述出液口为多个，且沿所述修整端的外周壁均匀分布。
进一步，所述出液口设于所述修整端的底部。
进一步，所述修整组件还包括相对所述抛光垫移动的移动臂，所述移动臂上设置有所述修整端，所述移动臂内设置有与所述出液口连通的输液管路。
进一步，所述移动臂上设置有所述出液口。
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，晶圆与抛光垫接触时，所述晶圆上具有接触区域，该平坦化设备上设有喷液组件，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所述接触区域上，使得晶圆能够均匀的与液体接触，晶圆与液体之间发生的化学反应也更加的均匀，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，所述出液口为多个，且沿所述修整端的外周壁均匀分布，使得每个出液口喷在抛光垫上液体量相同且均匀，使得喷出的液体在抛光垫的接触区域上分布更均匀。
3.本发明提供的化学机械平坦化设备，所述修整组件还包括相对所述抛光垫移动的移动臂，所述移动臂上设置有所述修整端，所述移动臂内设置有与所述出液口连通的输液管路。通过将输液管路设置在移动臂内，隐藏了输液管路，防止了输液管路在移动臂上的移动，导致输液管路内部液体的波动，进而保证了喷出液体的均匀性。
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为修整组件的剖视图；
图3为固定座的剖视图；
图4为钻石轮的仰视图；
图5为另一种实施例的结构示意图。
附图标记说明：
1-抛光垫；2-晶圆；3-接触区域；4-修整组件；41-修整端；411-固定座；412-钻石轮；413-存储空间；42-机架；43-移动臂；44-分流块；5-出液口；6-输送管路；61-主管路；62-分支管路；
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，导致在对晶圆2进行抛光处理时，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。在晶圆2与抛光垫1接触时，所述晶圆2上具有接触区域3，通过该接触区域3实现抛光垫1对晶圆2的研磨，从而对晶圆2的表面进行化学机械平坦化工艺处理。在化学机械平坦化设备上设有喷液组件，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，喷液组件上具有至少一个出液口5，出液口5喷出的液体均匀地分布在接触区域3上。
通过喷液组件的设置，并在喷液组件上设有出液口5，使得喷出的液体可以均匀地分布在晶圆2与抛光垫1的接触区域3上，该接触区域3上的液体可以均匀的与晶圆2接触，晶圆2与液体之间发生的化学反应也更加的均匀，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，喷液组件可以相对抛光垫1移动设置，即喷液组件在抛光垫1上移动，其中，喷液组件的移动轨迹与晶圆2相对抛光垫1的移动轨迹相同，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；通过喷液组件随着晶圆2的移动而移动，使得喷液组件喷出的液体均匀的喷在接触区域3上。
作为可替换的实施方式，喷液组件相对晶圆2在移动轨迹上，且位于晶圆2的前方，即晶圆2在抛光垫1按照预定的移动轨迹移动时，喷液组件提前将液体喷在预接触区域3，该预接触区域3晶圆2即将运动到的位置，从而保证了晶圆2与抛光垫1的接触区域3处液体的均匀性。
作为可替换的实施方式，喷液组件在接触区域3的周边摆动，即喷液组件在接触区域3的附近按照预定的周期进行摆动的同时，将液体均匀地喷在接触区域3上，从而保证了接触区域3处液体的均匀性。其中，周期可以根据晶圆2实际的移动轨迹进行设定。
在本实施例中，还包括修整组件4，其中，修整组件4为喷液组件。
具体地，如图2所示，修整组件4包括与所述抛光垫1接触的修整端41，出液口5位于所述修整端41上。在晶圆2与抛光垫1之间研磨时，会将研磨之后的杂质残留在抛光垫1上，修整端41可以及时的清除抛光垫1上残留的杂质，通过将出液口5设置在修整端41上，修整端41在清除抛光垫1上残留的杂质的同时，还可以均匀地将液体喷在抛光垫1上，使得液体可以在抛光垫1上均匀分布，使晶圆2与抛光垫1之间可以充分研磨，保证了抛光垫1与晶圆2之间的研磨效果，从而提高了晶圆2表面的均匀度。
具体地，该修整端41包括固定座411和设置在固定座411底部的钻石轮412，通过钻石轮412对抛光垫1进行修整，出液口5设于固定座411的外周壁上，可以在钻石轮412修整抛光垫1的同时喷出液体，从而将液体通过固定座411的外周壁均匀地喷在抛光垫1上。
在本实施例中，出液口5为五个，且沿固定座411的外周壁均匀分布，每个出液口5喷在抛光垫1上液体量相同且均匀，使得喷出的液体在抛光垫1的接触区域3上分布更均匀。
作为可替换的实施方式，出液口5为五个，沿固定座411的外周壁不均匀分布。
如图4所示，作为可替换的实施方式，至少一个出液口5设于钻石轮412的底部，在钻石轮412修整抛光垫1时，液体从钻石轮412的底部喷在抛光垫1上，使得喷出的液体在抛光垫1的接触区域3上分布更均匀。
作为可替换的实施方式，出液口5的个数为五个，均匀的设置在钻石轮的底部中心。
作为可替换的实施方式，出液口5的个数为五个，均匀的设置在钻石轮的底部边缘。
作为可替换的实施方式，出液口5的个数为五个，不均匀的设置在钻石轮的底部。
如图2所示，在本实施例中，修整组件4还包括相对抛光垫1移动的移动臂43，和驱动移动臂43转动的机架42，在移动臂43上设置有修整端41，移动臂43和机架42内设置有与出液口5连通的输液管路6。其中，输液管路6包括主管路61和与主管路61连通的分支管路62，主管路61设置在机架42内和移动臂43内，主管路61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；主管路61的另一端连通固定座411上设置的出液口5，在出液口5处设有分支管路62，分支管路62朝向抛光垫1设置，液体容器内的液体通过主管路61和分支管路62均匀地喷在抛光垫1的接触区域3上。
如图5所示，作为可替换的实施方式，移动臂43的底部设有出液口5，此时，主管路61设置在机架42和移动臂43内，在移动臂43内设有分流块44，主管路61的一端连接液体容器，另一端连通分流块44，通过分流块44的设置，将主管路61内的液体均匀且等量的分配至多条分支管路62中，其中，分支管路62朝向抛光垫1设置，使得液体可以均匀地喷在抛光垫1的接触区域3上。
如图3所示，作为可替换的实施方式，主管路61和分支管路62均设置在所述固定座411的外周壁上，在固定座411的内部开设有存储空间413，且该主管路61和分支管路62均与该存储空间413连通，主管路61将液体输送至存储空间413内，再由分支管路62均匀地喷在抛光垫1的接触区域3上。
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4去除抛光垫1上的杂质，并在修整组件4移动的过程中，通过主管路61将液体容器中的液体均匀地喷在抛光垫1的接触区域3上，从而保证了液体在抛光垫1上分布的均匀性。
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 (11)

1.一种化学机械平坦化设备，晶圆(2)与抛光垫(1)接触时，所述晶圆(2)上具有接触区域(3)，其特征在于，该平坦化设备上设有喷液组件，所述喷液组件具有至少一个出液口(5)，从所述出液口(5)喷出的液体均匀地分布在所述接触区域(3)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，所述喷液组件相对所述抛光垫(1)移动设置，所述喷液组件的移动轨迹与所述晶圆(2)相对所述抛光垫(1)的移动轨迹相同。
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，所述喷液组件相对所述晶圆(2)在所述移动轨迹上，位于所述晶圆(2)的前方。
4.根据权利要求1所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述喷液组件在接触区域(3)的周边摆动。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，还包括修整组件(4)，所述修整组件(4)为喷液组件。
6.根据权利要求5所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述修整组件(4)包括与所述抛光垫(1)接触的修整端(41)，所述出液口(5)位于所述修整端(41)上。
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，所述出液口(5)设于所述修整端(41)的外周壁上。
8.根据权利要求7所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述出液口(5)为多个，且沿所述修整端(41)的外周壁均匀分布。
9.根据权利要求6所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述出液口(5)设于所述修整端(41)的底部。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述修整组件(4)还包括相对所述抛光垫(1)移动的移动臂(43)，所述移动臂(43)上设置有所述修整端(41)，所述移动臂(43)内设置有与所述出液口(5)连通的输液管路。
11.根据权利要求10所述的化学机械平坦化设备，其特征在于，所述移动臂(43)上设置有所述出液口(5)。
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Applicant after: Beijing Jingyi Precision Technology Co.,Ltd.

Address before: No.1, Taihe Third Street, economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing, 100176

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

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