研磨頭及研磨裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種研磨頭及研磨裝置，通過在所述限位環(huán)的底部設置若干第一槽和若干第二槽；第一槽的分布方向與研磨頭旋轉的方向保持一致，第二槽的分布方向與研磨頭旋轉的方向相反，在進行化學機械研磨時，研磨殘渣大部分可由所述第一槽排出去，少部分由所述第二槽排出去，進而避免了所有研磨殘渣均由方便研磨液流通的第二槽排出，容易沉積研磨殘渣，造成研磨液流通不暢、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，提高了產品良率。
【專利說明】研磨頭及研磨裝置

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及點膠機產品【技術領域】，尤其涉及一種研磨頭及研磨裝置。

【背景技術】
[0002] 隨著半導體器件尺寸日益減小，由于多層互連或填充深度比較大的沉積過程導致 了晶圓表面過大的起伏，引起光刻工藝聚焦的困難，使得對線寬的控制能力減弱，降低了整 個晶圓上線寬的一致性，因此，業(yè)界引入了化學機械研磨（CMP)來平坦化晶圓表面，在半導 體制作工藝進入亞微米（sub-micron)領域后，化學機械研磨已成為一項不可或缺的制作 工藝技術。在化學機械研磨工藝中化學機械研磨裝置成為了半導體工藝中重要的設備之 〇
[0003] 通常，半導體領域所使用的研磨裝置包括研磨墊及設置于研磨墊上的研磨頭。在 對晶圓進行化學機械研磨時，研磨頭吸附待研磨晶圓，并將晶圓的正面抵壓在研磨墊上，配 合研磨墊上噴撒的研磨液，由研磨頭帶動晶圓相對研磨墊旋轉，完成對晶圓的研磨。請參考 圖1，其為現(xiàn)有技術中研磨頭104的仰視圖，所述研磨頭104的底部設有方便研磨液流通的 槽107,通過在研磨頭104的底部設置的槽107,研磨液在研磨過程中流入和流出，提高研磨 速率。
[0004] 但是，在研磨過程中所產生的研磨殘渣也會從研磨頭104底部的方便研磨液流通 的槽107排出去，由于研磨殘渣的尺寸不同，容易沉積在槽107中，在后續(xù)對晶圓研磨過程 中，槽107中沉積的研磨殘渣會影響研磨液的流通，同時會不同程度的脫落，對晶圓造成損 傷，降低了產品良率。 實用新型內容
[0005] 本實用新型的目的在于提供一種研磨頭及研磨裝置，以解決進行化學機械研磨過 程中，應用現(xiàn)有技術中的研磨頭，由于研磨頭底部的槽容易沉積研磨殘渣，造成研磨液流通 不暢、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，致使產品良率低的問題。
[0006] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種研磨頭及研磨裝置，所述研磨頭，包 括：本體、設置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位環(huán)的底部設置有若干第一槽和若干 第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方向保持一致，所述第二槽的分布方 向與所述研磨頭旋轉的方向相反。
[0007] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于所述限位環(huán)底 部。
[0008] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第一槽的深度及寬度均大于所述第二槽的深度 及覽度。
[0009] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第一槽的深度為3. 54mm?3. 66mm ;所述第一槽 的寬度為3. 27mm?3. 36mm。
[0010] 可選的，在所述的研磨頭中，所述第二槽的深度為3. 25mm?3. 35mm ;所述第二槽 的寬度為3. 18mm?3. 21mm。 toon] 可選的，在所述的研磨頭中，還包括設置于所述限位環(huán)內的吸附單元。
[0012] 可選的，在所述的研磨頭中，所述限位環(huán)為陶瓷環(huán)或不銹鋼環(huán)。
[0013] 本實用新型還提供一種研磨裝置，所述研磨裝置包括：研磨墊和設置于所述研磨 墊上的研磨頭；其中，所述研磨頭包括：本體、設置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位 環(huán)的底部設置有若干第一槽和若干第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方 向保持一致，所述第二槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方向相反。
[0014] 可選的，在所述的研磨裝置中，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于所述限位環(huán) 底部。
[0015] 可選的，在所述的研磨裝置中，所述第一槽的深度及寬度均大于所述第二槽的深 度及覽度。
[0016] 在本實用新型所提供的研磨頭及研磨裝置中，通過在所述限位環(huán)的底部設置若干 第一槽和若干第二槽；第一槽的分布方向與研磨頭旋轉的方向保持一致，第二槽的分布方 向與研磨頭旋轉的方向相反，在進行化學機械研磨時，研磨殘渣大部分可由所述第一槽排 出去，少部分由所述第二槽排出去，進而避免了所有研磨殘渣均由方便研磨液流通的第二 槽排出，容易沉積研磨殘渣，造成研磨液流通不暢、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，提高了產品良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有技術中研磨頭的仰視圖；
[0018] 圖2是本實用新型一實施例中研磨頭的仰視圖；
[0019] 圖3是本實用新型一實施例中研磨頭的剖面圖；
[0020] 圖4是本實用新型一實施例中研磨裝置的剖面圖。
[0021] 圖1中：研磨頭-104 ;槽-107 ;
[0022] 圖2-圖4中：本體-211 ;限位環(huán)-210 ;第一槽-208 ;第二槽-207 ;研磨墊-213 ; 晶圓-212 ;吸附單元-209。

【具體實施方式】
[0023] 以下結合附圖和具體實施例對本實用新型提出的研磨頭及研磨裝置作進一步詳 細說明。根據下面說明和權利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附 圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新 型實施例的目的。
[0024] 請參考圖2及圖3。其中，圖2為本實用新型一實施例中研磨頭的仰視圖；圖3為 本實用新型一實施例中研磨頭的剖面圖。如圖2及3所示，所述研磨頭204包括：本體211、 設置于所述本體211上的限位環(huán)210 ;其中，所述限位環(huán)210的底部設置有若干第一槽208 和若干第二槽207 ;所述第一槽208的分布方向與所述研磨頭204旋轉的方向保持一致，所 述第二槽207的分布方向與所述研磨頭204旋轉的方向相反。
[0025] 具體的，將所述第一槽208的分布方向設置為與所述研磨頭204旋轉的方向保持 一致；所述第二槽207的分布方向設置為與所述研磨頭204旋轉的方向相反。在進行化學 機械研磨時，本實施例中所述研磨頭204沿逆時針旋轉，此時研磨頭204研磨晶圓212所產 生的研磨殘渣可以沿研磨頭204旋轉方向運動，而將若干所述第一槽208沿逆時針方向設 置（即與研磨頭204旋轉方向一致），在向心力的作用下，使得研磨殘渣較容易的由第一槽 208排出去。由于若第二槽207是沿順時針方向設置，一般僅會有少部分的研磨殘渣由第 二槽207排出，大部分是由所述第一槽208排出去了，所述第二槽207主要用于研磨液的流 通，避免出現(xiàn)用于研磨液流通的第二槽207里沉積研磨殘渣，對后續(xù)晶圓212研磨造成的影 響，提高了晶圓212的研磨效率及成品率。
[0026] 請繼續(xù)參考圖2,所述第一槽208和所述第二槽207均勻分布于所述限位環(huán)210底 部。即每兩個所述第一槽208和每兩個所述第二槽207之間的間距相同，以便在晶圓212 在研磨過程中產生的研磨殘渣可以沿所述第一槽208和所述第二槽207及時排出，維持的 研磨過程中的晶圓212表面的潔凈度。
[0027] 進一步地，所述第一槽208的深度及寬度均大于所述第二槽207的深度及寬度。 由于大部分研磨殘渣都由所述第一槽208排出去，有利于不同尺寸的研磨殘渣通過第一槽 208,避免出現(xiàn)研磨殘渣沉積于第一槽208中的現(xiàn)象。而所述第二槽207主要用于研磨液的 流通，因此不要求其深度和寬度過大。
[0028] 本實施例中，所述第一槽208的深度為3. 54mm?3. 66mm ;所述第一槽208的寬度 為3. 27mm?3. 36mm。所述第二槽207的深度為3. 25mm?3. 35mm ;所述第二槽207的寬度 為 3. 18mm ?3. 21mm。
[0029] 進一步地，所述研磨頭204還包括設置于所述限位環(huán)210內的吸附單元209。吸附 單元209用于吸附晶圓212以便對晶圓212的位置加以固定，確保晶圓212的研磨效率。
[0030] 較佳的，所述限位環(huán)210為陶瓷環(huán)或不銹鋼環(huán)。陶瓷環(huán)或不銹鋼環(huán)具有較強的硬 度，能夠較好的整理位于限位環(huán)210下方的研磨墊213。
[0031] 請參考圖4,其為本實用新型一實施例中研磨裝置的剖面圖。如圖4所示，所述研 磨裝置包括：研磨墊213和設置于所述研磨墊213上的研磨頭204 ;其中，所述研磨頭204 包括：本體211、設置于所述本體211上的限位環(huán)210 ;其中，所述限位環(huán)210的底部設置有 若干第一槽208和若干第二槽207 ;所述第一槽208的分布方向與所述研磨頭204旋轉的 方向保持一致；所述第二槽207的分布方向與所述研磨頭204旋轉的方向相反。
[0032] 具體的，在進行化學機械研磨時，本實施例中所述研磨頭204沿逆時針旋轉，此時 研磨頭204研磨晶圓212所產生的研磨殘渣可以沿研磨頭204旋轉方向運動，而將若干所 述第一槽208沿逆時針方向設置（即與研磨頭204旋轉方向一致），在向心力的作用下，使 得研磨殘渣較容易的由第一槽208排出去。由于若第二槽207是沿順時針方向設置，一般 僅會有少部分的研磨殘渣由第二槽207排出，大部分是由所述第一槽208排出去了，所述第 二槽207主要用于研磨液的流通，避免出現(xiàn)用于研磨液流通的第二槽207里沉積研磨殘渣， 對后續(xù)晶圓212研磨造成的影響，提1?了晶圓212的研磨效率及成品率。
[0033] 請繼續(xù)參考圖2,所述第一槽208和所述第二槽207均勻分布于所述限位環(huán)210底 部。即每兩個所述第一槽208和每兩個所述第二槽207之間的間距相同，以便在晶圓212 在研磨過程中產生的研磨殘渣可以沿所述第一槽208和所述第二槽207及時排出，維持的 研磨過程中的晶圓212表面的潔凈度。
[0034] 進一步地，所述第一槽208的深度及寬度均大于所述第二槽207的深度及寬度。 由于大部分研磨殘渣都由所述第一槽208排出去，有利于不同尺寸的研磨殘渣通過第一槽 208,避免出現(xiàn)研磨殘渣沉積于第一槽208中的現(xiàn)象。而所述第二槽207主要用于研磨液的 流通，因此不要求其深度和寬度過大。
[0035] 綜上，在本實用新型所提供的研磨頭及研磨裝置中，通過在所述限位環(huán)的底部設 置若干第一槽和若干第二槽；第一槽的分布方向與研磨頭旋轉的方向保持一致，第二槽的 分布方向與研磨頭旋轉的方向相反，在進行化學機械研磨時，研磨殘渣大部分可由所述第 一槽排出去，少部分由所述第二槽排出去，進而避免了所有研磨殘渣均由方便研磨液流通 的第二槽排出，容易沉積研磨殘渣，造成研磨液流通不暢、晶圓出現(xiàn)損傷的現(xiàn)象，提高了產 品良率。
[0036] 顯然，本領域的技術人員可以對實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新 型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權利要求及其 等同技術的范圍之內，則本實用新型也意圖包括這些改動和變型在內。
【權利要求】
1. 一種研磨頭，其特征在于，包括：本體、設置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位 環(huán)的底部設置有若干第一槽和若干第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方 向保持一致，所述第二槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方向相反。
2. 如權利要求1所述的研磨頭，其特征在于，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于所 述限位環(huán)底部。
3. 如權利要求2所述的研磨頭，其特征在于，所述第一槽的深度及寬度均大于所述第 二槽的深度及寬度。
4. 如權利要求3所述的研磨頭，其特征在于，所述第一槽的深度為3. 54mm?3. 66mm ; 所述第一槽的寬度為3. 27mm?3. 36mm。
5. 如權利要求3所述的研磨頭，其特征在于，所述第二槽的深度為3. 25mm?3. 35mm ; 所述第二槽的寬度為3. 18mm?3. 21mm。
6. 如權利要求1-5中任一項所述的研磨頭，其特征在于，還包括設置于所述限位環(huán)內 的吸附單元。
7. 如權利要求1-5中任一項所述的研磨頭，其特征在于，所述限位環(huán)為陶瓷環(huán)或不銹 鋼環(huán)。
8. -種研磨裝置，其特征在于，包括：研磨墊和設置于所述研磨墊上的研磨頭；其中， 所述研磨頭包括：本體、設置于所述本體上的限位環(huán)；其中，所述限位環(huán)的底部設置有若干 第一槽和若干第二槽；所述第一槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方向保持一致，所述第 二槽的分布方向與所述研磨頭旋轉的方向相反。
9. 如權利要求8所述的研磨裝置，其特征在于，所述第一槽和所述第二槽均勻分布于 所述限位環(huán)底部。
10. 如權利要求9所述的研磨裝置，其特征在于，所述第一槽的深度及寬度均大于所述 第二槽的深度及寬度。
【文檔編號】B24B37/30GK203887682SQ201420330213
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權日:2014年6月19日
【發(fā)明者】唐強, 馬智勇, 肖德元, 徐依協(xié) 申請人:中芯國際集成電路制造(北京)有限公司