專利名稱：化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體器件的特征尺寸不斷縮小，要求半導(dǎo)體器件之間連線的連線電阻也不斷減小，傳統(tǒng)的鋁布線已經(jīng)不能滿足性能要求。目前在先進(jìn)工藝制程中后段金屬工藝布線材料已經(jīng)從原來的鋁改為銅。由于銅本身的特性不適合用干法刻蝕的方法形成布線層，因此只能采用所謂的“雙大馬士革”工藝實(shí)現(xiàn)金屬布線，即先在介質(zhì)層中刻蝕出下層金屬接觸孔和布線槽，然后用電鍍的方法在接觸孔和布線槽中電鍍上金屬銅，最后使用化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)把電鍍?cè)诮橘|(zhì)層表面的多余的銅去除干凈。由于銅是一種非?；顫姷慕饘?，如果在潮濕的環(huán)境里長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中，就極易與空氣發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成CuO，Cu20等副產(chǎn)物。同時(shí)產(chǎn)生各種缺陷如凹坑缺陷(crater defect)等。所述凹坑缺陷的原因是由于在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝過程中在不同研磨墊之間轉(zhuǎn)換時(shí)的等待時(shí)間有關(guān)。請(qǐng)參考圖1所示的現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。半導(dǎo)體設(shè)備包括噴淋頭清洗裝置(HCLU) 4、多個(gè)研磨墊和多個(gè)研磨頭，所述多個(gè)研磨墊分別是:第一研磨墊1，第二研磨墊2、第三研磨墊3，各個(gè)研磨墊以及研磨頭清洗裝置4的位置固定。所述多個(gè)研磨頭分別是:第一研磨頭11，位于第一研磨墊I上；第二研磨頭12，位于第二研磨墊2上；第三研磨頭13，位于第三研磨墊3上；第四研磨頭14，位于研磨頭清洗裝置4上?？蚣?5呈現(xiàn)十字狀，所述框架15具有在兩個(gè)垂直方向的兩個(gè)延伸段，連個(gè)延伸段交叉于框架中心16，該框架中心16能夠帶動(dòng)框架15進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。每個(gè)延伸段的兩端各固定一個(gè)研磨頭。各個(gè)研磨頭之間的相對(duì)位置關(guān)系不變，各個(gè)研磨頭在框架15的帶動(dòng)下在各個(gè)研磨墊之間移動(dòng)，所述框架15能以框架的中心。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝時(shí)，第一研磨頭11、第二研磨頭12和第三研磨頭13分別位于第一研磨墊1、第二研磨墊2、第三研磨墊3上，而所述研磨頭清洗裝置4對(duì)第四研磨頭14進(jìn)行清洗。當(dāng)位于第一研磨墊I的半導(dǎo)體襯底研磨完畢，在框架15沿逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，至將第一研磨頭11以及該第一研磨頭11上的半導(dǎo)體襯底放置于第二研磨墊2，第二研磨頭12和第三研磨頭13分別移動(dòng)至第三研磨墊3和研磨頭清洗裝置4上方，此時(shí)原本位于，噴淋頭清洗裝置4上方的第四研磨頭14攜帶新待研磨的半導(dǎo)體襯底至第一研磨墊I進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨。通常情況下，每個(gè)半導(dǎo)體襯底都需依次經(jīng)過3個(gè)研磨墊進(jìn)行研磨。其中第一研磨墊I 一般為粗磨，即以較高的研磨速率去除介質(zhì)層表面的大部分銅；第二研磨墊2為精磨階段，用較低的研磨速率研磨剩余的銅直至阻擋層金屬；第三研磨墊3則是研磨阻擋層金屬，確保介質(zhì)層表面不會(huì)有金屬殘留。一 般情況下第一研磨墊I和第二研磨墊2的研磨量較大，研磨時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)。而第三研磨墊3的研磨時(shí)間則相對(duì)較短。如果使用現(xiàn)有銅化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問題:當(dāng)?shù)谌心|3的半導(dǎo)體襯底已經(jīng)研磨完畢時(shí)，第一研磨墊I和第二研磨墊2上的半導(dǎo)體襯底還沒研磨完畢。而受限于設(shè)備的限制，第三研磨墊3上得半導(dǎo)體襯底不能立刻轉(zhuǎn)到研磨頭清洗裝置4，然后傳輸?shù)角逑床矍逑?，而只能等第一研磨墊I和第二研磨墊2上的半導(dǎo)體襯底都研磨完畢后才能進(jìn)行轉(zhuǎn)移。如前所述，在研磨墊轉(zhuǎn)換時(shí)的等待時(shí)間如果過長(zhǎng)，會(huì)造成半導(dǎo)體襯底上缺陷增多。因此，需要對(duì)現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)，減少研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，減少半導(dǎo)體襯底由于等待引起的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供新的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，減少了研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，減少半導(dǎo)體襯底由于等待引起的缺陷。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個(gè)研磨墊、多個(gè)研磨頭，還包括:環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。 可選地，所述框架跨越每個(gè)研磨墊以及研磨頭清洗裝置?？蛇x地，所述研磨頭沿環(huán)形框架進(jìn)行順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)或逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)?？蛇x地，所述研磨墊的數(shù)目為3個(gè)，研磨頭的數(shù)目為4個(gè)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，采用環(huán)形框架，研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明能減少研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，減少半導(dǎo)體襯底由于等待引起的缺陷。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的化學(xué)機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于研磨頭在不同的研磨墊之間轉(zhuǎn)換需要等待，該等待會(huì)引起半導(dǎo)體襯底上缺陷。為了減小研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，減少半導(dǎo)體襯底由于等待引起的缺陷，本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個(gè)研磨墊、多個(gè)研磨頭，還包括:環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。為了更好地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，請(qǐng)結(jié)合圖2所示的本發(fā)明一個(gè)技術(shù)方案的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。作為一個(gè)實(shí)施例，化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備包括3個(gè)研磨墊、4個(gè)研磨頭和I個(gè)研磨頭清洗裝置400，所述研磨墊分別是:第一研磨墊100，第二研磨墊200、第三研磨墊300，各個(gè)研磨墊以及研磨頭清洗裝置400的位置固定。所述多個(gè)研磨頭分別是:第一研磨頭110，位于第一研磨墊100上；第二研磨墊120，位于第二研磨墊200上；第三 研磨頭130，位于第三研磨頭300上；第四研磨頭140，位于研磨頭清洗裝置400上。
環(huán)形框架150用于放置研磨頭，并且使得研磨頭在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。在進(jìn)行化學(xué)機(jī)械研磨工藝時(shí)，第一研磨頭110、第二研磨頭120和第三研磨頭130分別位于第一研磨墊100、第二研磨墊200、第三研磨墊300上，各個(gè)研磨頭和研磨墊之間進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，對(duì)半導(dǎo)體襯底進(jìn)行研磨。所述研磨頭清洗裝置400對(duì)第四研磨頭140進(jìn)行清洗。所述環(huán)形框架150跨越各個(gè)研磨墊以及研磨頭清洗裝置400，以保證研磨頭沿著該環(huán)形框架150能夠移動(dòng)至各個(gè)研磨墊和研磨頭清洗裝置400上。各個(gè)研磨頭能夠沿環(huán)形框架進(jìn)行順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)或逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)某一研磨頭上的半導(dǎo)體襯底在研磨墊上的研磨工藝結(jié)束后，無需等待，該研磨頭可直接沿環(huán)形框架150進(jìn)行順時(shí)針或逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，攜帶半導(dǎo)體襯底至下一研磨步驟對(duì)應(yīng)的研磨墊前方的環(huán)形框架處。綜上，本發(fā)明提供的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，采用環(huán)形框架，研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，本發(fā)明能減少研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，減少半導(dǎo)體襯底由于等待引起的缺陷。因此，上述較佳實(shí)施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作 的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個(gè)研磨墊、多個(gè)研磨頭，其特征在于，還包括:環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述框架跨越每個(gè)研磨墊以及研磨頭清洗裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨頭沿環(huán)形框架進(jìn)行順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)或逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，其特征在于，所述研磨墊的數(shù)目為3個(gè)，研磨頭的數(shù)目 為4個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備，包括研磨頭清洗裝置、多個(gè)研磨墊、多個(gè)研磨頭，還包括環(huán)形框架，所述研磨頭能沿所述環(huán)形框架在各個(gè)研磨墊之間進(jìn)行獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明減少了研磨墊轉(zhuǎn)換的等待時(shí)間，減少半導(dǎo)體襯底由于等待引起的缺陷。
文檔編號(hào)B24B37/34GK103223637SQ201310156158
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者鄧鐳 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司