[实用新型]半导体研磨清洁装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及研磨清洁装置，尤指一种应用于化学机械研磨制程的半导体研磨清洁装置。

背景技术

20世纪，多层金属化技术被引入到集成电路(Integrated Circuit，IC)制程中，该多层金属化技术使得芯片的垂直空间得以有效的被利用，因此提高了芯片上电子元件的集成度，但这项技术使得晶圆的表面不平整度加剧，由此引发的一系列问题(例如：引起光阻厚度不均，进而导致光微影受限)严重影响了大规模集成电路(ULSI)的发展。

针对上述的问题，业界先后开发了多种平坦化晶圆表面的技术，例如：回蚀刻、玻璃回流或旋涂膜层等技术，然而这些技术效果并不理想，直至80年代末，IBM公司将化学机械研磨(ChemicalMechanical Planarization，CMP)技术进行了发展，并应用此化学机械研磨技术于晶圆表面的平坦化，其在表面平坦化上的效果较传统的平坦化技术有了极大的改善，从而使之成为了大规模集成电路制造中有关键地位的平坦化技术。

化学机械研磨技术是晶圆表面全部平坦化技术中的一种，其可以认为是化学增强型机械抛光，也可以认为是机械增强型化学湿刻蚀，于化学机械研磨技术使用具有研磨性和腐蚀性的研磨液(Slurry)，并配合使用抛光垫(Pad)和支撑环，其中抛光垫的尺寸通常比晶圆要大，且抛光垫和晶圆被一个可活动的抛光头压在一起，而支撑环则用于保持晶圆的位置，晶圆和抛光垫同时转动(通常是以同向同速转)，但是它们的中心并不重合。在这个过程中晶圆表面的材料和不规则结构都被除去，从而达到平坦化的目的。

而平面化后的晶圆表面使得干式蚀刻(Dry Etching)中的图样的成型更加容易，且平滑的晶圆表面还使得使用更小的金属图样成为可能，从而能够提高集成度。

然而，目前化学机械研磨技术却有以下缺点：

1、化学机械研磨技术是在一预定的时间中，持续对晶圆表面进行平坦化，此时，平坦化的过程中，晶圆的表面可能会被过度研磨，而导致晶圆表面上的电路受破坏；亦或研磨程度不够，晶圆表面上的电路仍然被包覆，使得晶圆无法进行下一道制程。

2、在化学机械研磨的过程中，由于受化学机械研磨机台与抛光垫设计的影响，大约只有2％至25％的研磨液可以进入晶圆与抛光垫所接触的区域来进行化学蚀刻，而无法对晶圆进行化学蚀刻的剩余75％的研磨液则自抛光垫上流失，如此造成了制程成本的提升。

3、持续化学机械研磨的过程中，研磨下来的废弃物也须以研磨液清除，使研磨和清除须配合的同时，也使晶圆平坦化程度的控制更不容易，而无法进一步提升良率及先进制程的须求。

于是，本实用新型发明人有感上述缺陷的可改善之处，且依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效改善上述缺陷的本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的一目的是提出一种容易结合于目前化学机械研磨设备内，并于晶圆表面研磨平坦化过程中，达到清洁研磨表面目的的半导体研磨清洁装置。

依据上述的目的，本实用新型提出一种半导体研磨清洁装置，应用于化学机械研磨(Chemical Mechanical Planarization，CMP)制程中，该半导体研磨清洁装置接触一晶圆的表面，以清洁该晶圆平坦研磨中的表面，而该半导体研磨清洁装置包含有：一底座体；以及三个刷头元件，间隔地设置于所述底座体上，且该三个刷头元件皆位于同一平面并接触该晶圆的表面，其中设置于所述底座体上的该三个刷头元件呈现出十字形方向排列。

因此，本实用新型的半导体研磨清洁装置具有以下有益效果：

对于本实用新型的半导体研磨清洁装置，其于化学机械研磨制程中，提供清洁的功能，除上述有益效果外，该半导体研磨清洁装置能与目前业界使用的化学机械研磨设备互相组装结合，故更方便使用。

再者，对于不同尺寸晶圆皆可应用本实用新型的半导体研磨清洁装置来加以清洁晶圆平坦研磨中的表面。

为了能更进一步了解本实用新型为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，相信本实用新型的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

图1为本实用新型的半导体研磨清洁装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型的半导体研磨清洁装置的侧视示意图；

图3为本实用新型的半导体研磨清洁装置的仰视示意图；