CN203918738U

CN203918738U - 研磨装置

Info

Publication number: CN203918738U
Application number: CN201420330020.0U
Authority: CN
Inventors: 张恒辉; 汤敬计; 胡杰
Original assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Current assignee: Semiconductor Manufacturing International Beijing Corp
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2014-11-05
Anticipated expiration: 2024-06-19

Abstract

本实用新型公开一种研磨装置，所述研磨头包括：研磨头、固定于所述研磨头上的旋转机构、及设置于所述研磨头下方的研磨垫；其中，所述研磨头包括第一挡板、及通过球体与所述第一挡板连接的第二挡板。通过对研磨头的第一挡板与第二挡板件之间设置球体，使得第一挡板与第二挡板不直接接触，由此，在进行化学机械研磨时，固定在研磨头上的旋转机构给予所述研磨头的压力不均匀时，仅改变了所述第二挡板与水平面之间的夹角，而所述第一挡板与所述研磨垫仍然保持紧密接触的情况，提高了晶片的平坦度及后续的产品良率。

Description

研磨装置

技术领域

本实用新型涉及半导体设备领域，尤其涉及一种研磨装置。

背景技术

随着超大规模集成电路的飞速发展，集成电路制造工艺变得越来越复杂和精细。为了提高集成度，降低制造成本，元件的特征尺寸(FeatureSize)不断变小，芯片单位面积内的元件数量不断增加，平面布线已难以满足元件高密度分布的要求，只能采用多层布线技术利用芯片的垂直空间，进一步提高器件的集成密度。但多层布线技术的应用会造成晶片表面起伏不平，对图形制作极其不利。为此，常需要对晶片进行表面平坦化处理。目前，在平坦化技术中，优选采用化学机械研磨(CMP)，因此化学机械研磨中所用到的研磨装置也就成为了半导体工艺中重要的设备之一。

现有的研磨装置如图1所示，主要包括：研磨头10、固定于所述研磨头10上的旋转机构11、及设置于研磨头10下方的研磨垫12；其中所述研磨头10用于吸附固定晶片13；所述旋转机构11包括：旋转轴110、分布于所述旋转轴110周围的连接杆111、环绕于所述旋转轴110上的气缸112、及驱动器113；所述旋转轴110和所述连接杆111在所述驱动器113的驱动下做旋转运动，同时所述旋转轴110在所述气缸112的给予的压力下，使得所述研磨头10上吸附的晶片13与设置于研磨头10下方的研磨垫12接触，开始化学机械研磨。

但是，现有技术所设计的研磨装置在进行研磨工作时，由于旋转机构直接固定在研磨头上，当气缸所给予所述旋转轴和所述连接杆的压力作用不均匀时，研磨头容易与研磨垫之间产生缝隙，即研磨头未与研磨垫紧密接触，从而导致晶片表面被研磨成阶梯状，平坦度变差。因此，本领域的技术人员一直在寻找能够解决上述问题的有效方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种研磨装置，以解决现有技术中在点胶作业中由于受治具尺寸、夹具夹持力度、夹具定位等因素的影响，致使在点胶定位的精准度不高及产品良率低的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种研磨装置，所述研磨装置，包括：研磨头、固定于所述研磨头上的旋转机构、及设置于所述研磨头下方的研磨垫；其中，

所述研磨头包括：第一挡板、及通过球体与所述第一挡板连接的第二挡板。

可选的，在所述的研磨装置中，所述第一挡板与所述第二挡板之间的距离尺寸小于所述球体的直径尺寸。

可选的，在所述的研磨装置中，所述第一挡板一侧设置有吸附晶片的凹槽。

可选的，在所述的研磨装置中，所述第一挡板及所述第二挡板上均设置有球形盲孔。

可选的，在所述的研磨装置中，所述第二挡板上还设置有设置于所述球形盲孔周围的若干第一通孔、及设置于所述第一通孔一侧的若干第二通孔。

可选的，在所述的研磨装置中，所述第二挡板通过螺柱和螺钉固定于所述第一挡板上。

可选的，在所述的研磨装置中，所述第二挡板沿着所述螺柱或所述螺钉的方向做运动。

可选的，在所述的研磨装置中，所述螺柱贯穿所述第二挡板上的所述第一通孔固定于所述第一挡板上。

可选的，在所述的研磨装置中，所述螺钉贯穿所述第二挡板上的所述第二通孔固定于所述第一挡板上。

可选的，在所述的研磨装置中，所述旋转机构包括：旋转轴、驱动器、分布于所述旋转轴周围的若干连接杆以及环绕于所述旋转轴上的气缸；其中，所述旋转轴和所述连接杆在所述驱动器的驱动下旋转。

在本实用新型所提供的研磨装置中，通过对研磨头的第一挡板与第二挡板件之间设置球体，使得第一挡板与第二挡板不直接接触，由此，在进行化学机械研磨时，固定在研磨头上的旋转机构给予所述研磨头的压力不均匀时，仅改变了所述第二挡板与水平面之间的夹角，而所述第一挡板与所述研磨垫仍然保持紧密接触的情况，提高了晶片的平坦度及后续的产品良率。

附图说明

图1是现有的研磨装置的结构示意图；

图2是本实用新型的研磨装置的结构示意图。

图1中：

研磨头-10；旋转机构-11；研磨垫-12；旋转轴-110；连接杆-111；气缸-112；驱动器113；晶片13；

图2中：

研磨头-20；旋转机构-21；研磨垫-22；旋转轴-210；连接杆-211；气缸-212；驱动器-213；第一挡板-214；第二挡板-215；球体-216；晶片-23；螺柱-24；螺钉-25。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的研磨装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图1、图2，其为本实用新型实施例的研磨装置的相关示意图。如图2所示，所述研磨装置包括：研磨头20、固定于所述研磨头20上的旋转机构21、及设置于所述研磨头20下方的研磨垫22；其中，

所述研磨头20包括：第一挡板214、及通过球体216与所述第一挡板214连接的第二挡板。

进一步地，所述旋转机构包括：旋转轴210、驱动器213、分布于所述旋转轴210周围的若干连接杆211以及环绕于所述旋转轴210上的气缸212；其中，所述旋转轴210和所述连接杆211在所述驱动器213的驱动下旋转。

具体的，所述连接杆211均匀的分布于所述旋转轴210的周围，所述连接杆211的数量优选为大于等于三个，较好的固定所述旋转轴210固定在研磨头 20上的位置，延长所述研磨装置的使用寿命，提高其在进行化学机械研磨时的稳定性。所述气缸212环绕在所述旋转轴210上，以便给予旋转轴210一个向下的压力，使得固定在旋转轴210一端的研磨头20与所述研磨垫22维持紧密的接触，进而提高晶片23研磨的平坦度。

进一步地，所述第一挡板214及所述第二挡板上均设置有球形盲孔；所述第一挡板214与所述第二挡板之间的距离尺寸小于所述球体216的直径尺寸。并且在所述第一挡板214与所述第二挡板上的球形盲孔之间放置球体216，本实施例中所述球体的直径优选为10cm～15cm。在进行化学机械研磨时，避免了由于旋转机构21直接固定在研磨头20上，当气缸212所给予所述旋转轴210和所述连接杆211的压力作用不均匀时，研磨头20容易与研磨垫22之间产生缝隙的现象。

具体的，通过将研磨头20设计为：通过球体216使所述第一挡板214与所述第二挡板不接触连接，当气缸212所给予所述旋转轴210和所述连接杆211的压力作用不均匀时，在所述第一挡板214与所述第二挡板之间球体216的作用下做细微的调节，只是改变了所述第二挡板与水平面之间的夹角，而所述第一挡板214仍然与所述研磨垫22紧密接触，从而提高了晶片23的平坦度。

进一步地，所述第一挡板214一侧设置有吸附晶片23的凹槽。在进行化学机械研磨时，所述晶片23在所述凹槽内保持位置固定，便于晶片23与研磨垫22之间进行研磨，提高产品的良率。

进一步地，所述第二挡板通过螺柱24和螺钉25固定于所述第一挡板214上，并且所述第二挡板沿着所述螺柱24或所述螺钉25的方向做运动。

进一步地，所述第二挡板上还设置有设置于所述球形盲孔周围的若干第一通孔、及设置于所述第一通孔一侧的若干第二通孔。

本实施例中，所述螺柱24贯穿所述第二挡板上的所述第一通孔固定于所述第一挡板214上；所述螺钉25贯穿所述第二挡板上的所述第二通孔固定于所述第一挡板214上。在进行化学机械研磨时，所述研磨头20始终是在旋转轴210及旋转杆的带动下进行旋转的状态，由于所述第一挡板214与所述第二挡板之间仅是通过球体216连接，为了使球体216不脱离所述第一挡板214与所述第二挡板上的球形盲孔，且维持所述第一挡板214与所述第二挡板的空间位置不变是通过增加设置螺钉25和螺柱24来实现的。所述螺柱24较佳的维持所述第一挡板214与所述第二挡板的旋转运动状态；而所述螺钉25相比螺柱24多了一个顶的结构，使得所述第一挡板214与所述第二挡板在选择的过程中，避免所述第二挡板脱离原有的位置，在竖直方向上限制固定了所述第一挡板214与所述第二挡板的空间位置。

综上，在本实用新型所提供的研磨装置中，通过对研磨头的第一挡板与第二挡板件之间设置球体，使得第一挡板与第二挡板不直接接触，由此，在进行化学机械研磨时，固定在研磨头上的旋转机构给予所述研磨头的压力不均匀时，仅改变了所述第二挡板与水平面之间的夹角，而所述第一挡板与所述研磨垫仍然保持紧密接触的情况，提高了晶片的平坦度及后续的产品良率。

显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种研磨装置，其特征在于，包括：研磨头、固定于所述研磨头上的旋转机构、及设置于所述研磨头下方的研磨垫；其中，

2.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述第一挡板与所述第二挡板之间的距离尺寸小于所述球体的直径尺寸。

3.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述第一挡板一侧设置有吸附晶片的凹槽。

4.如权利要求1所述的研磨装置，其特征在于，所述第一挡板及所述第二挡板上均设置有球形盲孔。

5.如权利要求4所述的研磨装置，其特征在于，所述第二挡板上还设置有设置于所述球形盲孔周围的若干第一通孔、及设置于所述第一通孔一侧的若干第二通孔。

6.如权利要求5所述的研磨装置，其特征在于，所述第二挡板通过螺柱和螺钉固定于所述第一挡板上。

7.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述第二挡板沿着所述螺柱或所述螺钉的方向做运动。

8.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述螺柱贯穿所述第二挡板上的所述第一通孔固定于所述第一挡板上。

9.如权利要求6所述的研磨装置，其特征在于，所述螺钉贯穿所述第二挡板上的所述第二通孔固定于所述第一挡板上。

10.如权利要求1-9中任一项所述的研磨装置，其特征在于，所述旋转机构包括：旋转轴、驱动器、分布于所述旋转轴周围的若干连接杆以及环绕于所述旋转轴上的气缸；其中，所述旋转轴和所述连接杆在所述驱动器的驱动下旋转。